La generación de energía eléctrica requiere la interconexión de un elevado número de generadores de corriente alterna en paralelo. Antes de que un nuevo generador sea conectado a la Red Eléctrica, es necesario un proceso de sincronización para que su frecuencia y su fase coincidan exactamente con las del punto de conexión. Este hecho implica que la frecuencia de la señal generada es idéntica en todas aquellas localizaciones geográficas que pertenecen a un mismo organismo regulador de la producción eléctrica.
Otra característica relevante de la Red Eléctrica, al igual que en cualquier otro sistema de este tipo, es que la potencia generada tiene que mantener un equilibrio con la potencia consumida. En caso de que esto no ocurra, el desequilibrio entre ambas se verá compensado por la energía cinética de los generadores conectados al sistema, causando una desviación en la frecuencia de la Red. Esta frecuencia es una medida directa de la velocidad de rotación de los generadores, por lo que, si la demanda es mayor que la producción, la frecuencia disminuye, mientras que si la producción es mayor que la demanda, la frecuencia aumenta. Debido a que la posibilidad de almacenamiento del exceso de energía generada es muy limitado, el sistema de producción debe ser lo suficientemente flexible como para modificar los niveles de generación a tiempo real. Esto hace imprescindible una perfecta cooperación entre los distintos generadores conectados en paralelo, de manera que sean capaces de compartir la potencia a entregar al sistema. En este punto, la frecuencia de la Red Eléctrica juega un papel esencial, ya que permite a cada generador regular su potencia generada en función de la desviación frecuencial detectada. Desde este punto de vista, la frecuencia actúa como uno de los enlaces de comunicación entre los distintos generadores.
La información aportada de manera implícita por la frecuencia instantánea de la Red Eléctrica da lugar a diferentes aplicaciones de procesado de señal. Una de ellas es el análisis forense de grabaciones de audio. En determinadas grabaciones aparece una componente frecuencial espuria que se corresponde exactamente con la frecuencia instantánea de la red eléctrica. El análisis de esta componente frecuencial permite validar el instante temporal de la grabación así como descartar la existencia de modificaciones o supresiones en la misma. Existe otra interesante aplicación relacionada con la información que la frecuencia de la red aporta sobre el balance entre la demanda y la generación eléctrica. Una de las tareas pendientes dentro del concepto de Smart Grid es la conformación dinámica de la demanda. Clásicamente se ha optado por una estrategia de seguimiento de la demanda energética, es decir, las centrales eléctricas varían su producción a tiempo real y numerosos generadores y cargas auxiliares son conectados o desconectados en función de la demanda existente para evitar caídas del sistema. Este es un concepto sumamente costoso tanto desde el punto de vista económico como medioambiental. Con el imparable avance en la implantación de las energías renovables, se busca un consumo orientado a la generación y que no ponga en peligro el equilibrio de la red. En este sentido, existen diferentes iniciativas, como la denominada Dynamic Demand, que promueven el diseño de dispositivos eléctricos intermitentes capaces de decidir en qué instantes conectarse o desconectarse de la red, en función de la generación de energía a tiempo real. En esta tecnología, la frecuencia de la red eléctrica actúa como un indicador del equilibrio entre la producción y la demanda.
