Определение ожидаемых электрических нагрузок промышленных предприятий является одной из основных частей любого проекта электроснабжения. Именно электрические нагрузки определяют необходимые технические характеристики элементов электрических сетей: сечения и марки проводников и токопроводов, мощности и типы трансформаторов. Преувеличение ожидаемых нагрузок приводит к перерасходу проводов и кабелей и неоправданному омертвлению средств, вложенных в избыточную стоимость и мощность трансформаторов, преуменьшение – к излишним потерям в сетях, перегреву проводников и трансформаторов, повышенному тепловому износу и сокращению нормального срока их службы.
В обоих случаях приведенные затраты, которые являются критерием экономичности принимаемых проектных решений, а также себестоимости передачи электроэнергии, возрастают. Точное определение электрических нагрузок обеспечивает правильный выбор и экономичную работу средств компенсации реактивной мощности и устройств регулирования напряжения, релейной защиты и автоматики.
Анализ электрических нагрузок показывает наличие в них в той или иной степени циклической составляющей. Цикличность характерна не только для небольших потребителей, например цехов заводов, но и для электрических систем в целом. Существование цикличности объясняется сильной зависимостью от суточной цикличности ритма жизни населения и работы предприятий, а также от метеорологических и климатических условий. Последняя зависимость в ряде случаев играет большую роль в формировании случайных отклонений от периодического графика. Поэтому прогнозирование ведется, например, на основе величины среднесуточной температуры воздуха и т. п. На величину электропотребления оказывает также влияние изменение освещенности как в течение суток, так и в зависимости от сезона. Увеличение доли транспортных и коммунальных потребителей также вызывает появление циклических составляющих с периодом, определяемым демографическими и социологическими факторами.
Нагрузка представляет собой случайный процесс, а наличие циклических составляющих и трендов математического ожидания переводит нагрузку в класс нестационарных неэргодических случайных процессов при рассмотрении их на достаточно длительном интервале времени. Свойства стационарности в эргодичности используются при анализе случайных процессов для упрощения многих соотношений и позволяет перейти от случайного процесса к последовательности случайных величин, полностью определяемой моментами и корреляционной функцией.