Известия Российской академии наук. Энергетика, 2024, № 3

Известия Российской академии наук
ЭНЕРГЕТИКА
№ 3     2024     Май—Июнь
Основан в 1963 г.  
Выходит 6 раз в год
Жуpнал издается под pуководcтвом
Отделения энергетики, машиностроения, механики и процессов управления РАН
Главный редактор 
академик В.А. Стенников
Редакционная коллегия
Зам. гл. редактора член-корр. П.А. Бутырин,
академик С.В. Алексеенко, академик АН РУз, Ташкентский государственный  
технический университет им. Ислама Каримова, К.Р. Аллаев, 
 академик АНМ, Улан-Батор, Монголия, Батмунх Сэрээтэрийн,
член-корр. А.Ю. Вараксин, академик Э.П. Волков,
докт. техн. наук, Азербайджанский технический университет, Г.Б. Гулиев,  
член-корр. А.В. Дедов, академик Ю.Г. Драгунов,
докт. физ.-мат. наук А.М. Карташов, докт. техн. наук А.В. Кейко, 
 академик А.В. Клименко, академик А.А. Макаров,
академик Д.М. Маркович, академик НАН Беларуси А.А. Михалевич,  
профессор, КНР, Панг Чангвей, член-корр. Ю.К. Петреня,
докт. техн. наук С.В. Подковальников, докт. техн. наук С.М. Сендеров,  
докт. техн. наук, Институт энергетики, Вьетнам, Тран Ки Фук,  
академик С.П. Филиппов, член-корр. Л.И. Чубарева
Отв. секретарь канд. техн. наук А.В. Михеев
e-mail: izvestiyaranenergetika@mail.ru
Москва
ФГБУ «Издательство «Наука»
© Российская академия наук, 2024
© Редколлегия журнала «Известия РАН.  
     Энергетика», (составитель), 2024

ИЗВЕСТИЯ РАН. ЭНЕРГЕТИКА
№ 3, 2024
С О Д Е Р Ж А Н И Е
Оценка работоспособности и причин аварийности объектов  
электросетевого комплекса севера европейской части России
М. А. Забелин, В. В. Клименко, О. А. Локтионов  
3
Технологические перспективы промышленного энергоснабжения на базе 
ветроэлектрических станций и воздухотурбинных установок с подземными 
аккумуляторами сжатого воздуха
В. А. Казарян, В. Г. Николаев, Н. Н. Костенко, Р. З. Ахметзянов,  
А. А. Гамова, Ю. А. Сизова  
22
Определение наилучших режимов электроэнергетической системы,  
имеющей в составе ТЭЦ и ГЭС методом ступенчатой оптимизации
А. М. Клер, П. В. Жарков, Н. О. Епишкин, Е. Л. Степанова, Д. Н. Карамов 
46
Формирование графиков ремонта генерирующего оборудования  
на основе показателей плановой надежности электроэнергетических систем
Д. С. Крупенёв, Д. А. Бояркин, Д. В. Якубовский 
64
Разработка методики расчета электромагнитного поля,  
токов и потерь в транспонированных стержнях обмотки якоря
Е. Ф. Кади-Оглы, Н. В. Коровкин, И. В. Ильин 
81
О повышении эффективности системы аварийного расхолаживания  
быстрого натриевого реактора большой мощности 
В. И. Рачков, Ю. С. Хомяков, Ю. Е. Швецов 
96
О влиянии удельного тепловыделения смеси радионуклидов  
на относительную массу транспортируемого в режиме “самодоставка”  
отработанного ядерного топлива при космическом захоронении
А. В. Онуфриев, В. В. Онуфриев, В. В. Перевезенцев, С. Н. Дмитриев 
110
Сценарии углеродного регулирования для энергетики России
А. В. Шигина, А. В. Кейко 
125
70 лет академику Российской академии наук Валерию Алексеевичу Стенникову 
137

C O N T E N T S
Assessment of the Operability and Causes of Accidents of Electric grid Facilities  
in the North of the European Part of Russia
M. A. Zabelin, V. V. Klimenko, O. A. Loktionov 
3
Technological Prospects for Industrial Energy Supply Based on Wind and Air  
Turbine Power Plants with Underground Compressed Air Accumulators
V. A. Kazaryan, V. G. Nikolaev, N. N. Kostenko, R. Z. Akhmetzyanov,  
A. A. Gamova, Y. A. Sizova 
22
Finding Optimal Modes of an Electric Power System with Thermal Power Plants  
and Hydroelectric Power Plants Using the Stepwise Optimization Method
А. М. Kler, P. V. Zharkov, N. O. Epishkin, E. L. Stepanova, D. N. Karamov 
46
Generating Repair Schedules for Generating Equipment Based on Planned  
Reliability Indicators of Electric Power Systems
D. S. Krupenev, D. A. Boyarkin, D. V.Iakubovskii  
64
Development of Method to Calculate the Distribution of the Magnetic Field,  
Currents and Losses in Transposed Bars of Armature Winding 
E. F. Kadi-Ogly, N. V.Korovkin, I. V.Ilin 
81
Decay Heat Removal for LMFR under Accidents
V. I. Rachkov, Yu. S. Khomyakov, Yu. E. Shvetsov 
96
On The Effect of the Specific Heat Release of a Mixture of Radionuclides on the Relative  
Mass Transported in the “Self-Delivery” of Spent Nuclear Fuel Mode During Space Burial
A. V. Onufriev, V. V. Onufriev, V. V. Perevezentsev, S. N.Dmitriev   
110
Carbon Regulation Scenarios for Russian Energy Sector
A.V. Shigina, A.V. Keiko 
125
70th anniversary of Valery Alekseevich Stennikov,  
Academician of the Russian Academy of Sciences 
137

ИЗВЕСТИЯ РАН. ЭНЕРГЕТИКА
2024, № 3, с. 3–21
 
УДК 621.315.1
ОЦЕНКА РАБОТОСПОСОБНОСТИ И ПРИЧИН АВАРИЙНОСТИ 
ОБЪЕКТОВ ЭЛЕКТРОСЕТЕВОГО КОМПЛЕКСА СЕВЕРА 
ЕВРОПЕЙСКОЙ ЧАСТИ РОССИИ
© 2024 г.    М. А. Забелин1, *, В. В. Клименко1, 2, 3, 4, **, О. А. Локтионов1, 3, ***
1Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего  
образования “Национальный исследовательский университет “МЭИ”, Москва, Россия
2Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего 
образования “Национальный исследовательский технологический университет  
“МИСиС”, Москва, Россия
3Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт 
энергетических исследований Российской академии наук, Москва, Россия
4Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт географии 
РАН, Москва, Россия
*e-mail: ZabelinMA@mpei.ru 
**e-mail: nilgpe@mpei.ru 
***e-mail: LoktionovOA@mpei.ru
Поступила в редакцию 03.07.2024 г.  
После доработки 19.07.2024 г. 
Принята к публикации 22.07.2024 г. 
Исследуются проблемы влияния климатических факторов на аварийность 
в распределительных сетях России. Выполнен обзор известных исследований в этой области в России и за рубежом. На основании годовых отчетов филиалов компании представлен краткий анализ влияния основных 
факторов на аварийность в различных частях обслуживания ПАО “Россети”. На основании ежегодной сводной информации о технологических 
нарушениях на территории обслуживания ПАО “Россети Северо-Запад” и 
ПАО “Россети Ленэнерго” и архивов метеонаблюдений Росгидромета проведен анализ климатических причин аварий в электросетевом комплексе 
России за период 2018–2023 гг., выявлена зависимость между наблюдаемыми скоростями ветра и вероятностью отключения на объектах электросетевого комплекса, представлен анализ ретроспективных данных 
метеонаблюдений за последние 50 лет.  Опираясь на данные межмодельного сравнения CMIP5, выполнен прогноз изменения ветрового режима 
и аварийности в электрических сетях на рассматриваемой территории в 
ближайшие десятилетия.
Ключевые слова: воздушные линии электропередач, аварийность, изменения климата, скорости ветра
DOI: 10.31857/S0002331024030012

ЗАБЕЛИН и др.
ВВЕДЕНИЕ
В XXI веке международное сообщество активно ведет разработку мер, направленных на обеспечение устойчивости и развития экономики в условиях изменения 
климата. Согласно недавним исследованиям [1–6], рассматриваемые климатические 
изменения являются значимыми и даже угрожающими как для объектов окружающей среды, так и для технологической инфраструктуры. В 2021 г. в рамках Шестого 
оценочного доклада МГЭИК [2] эксперты и исследователи подтвердили, что наблюдаемая тенденция возникновения неблагоприятных погодных явлений и изменений климата связана с антропогенной деятельностью человека. На фоне изменения 
климата наблюдается увеличение частоты и интенсивности конвективных явлений, 
связанных с движением потоков воздушных масс, что подтверждается прогнозами 
международных экспертных групп в области энергетических исследований СИГРЭ 
[4–6] и МЭА [3].
Анализ данных об аварийных отключениях, представленных на IEEE [7–11], показал, что наибольшее количество аварий в электросетевом комплексе различных 
стран мира является результатом влияния климатических факторов. Так, по данным американского федерального агентства Bonneville Power Administration (Управление энергетики Бонневилля, далее – BPA), за 20 лет в период 1999–2018 гг. доля 
климатических факторов в общей структуре причин технологических нарушений 
(далее – ТН) составила около 35% [12]. На основании отчетов ENTSO-E установлено, что в странах Балтийской восьмерки в среднем на долю климатических причин 
приходится 42% всех аварийных отключений в сетях [13]. Следует отметить, что наибольшее влияние этот фактор оказывает на частоту отключений в Финляндии (65% 
ТН), Швеции (55% ТН) и Норвегии (55% ТН). 
Ретроспективный анализ аварий на воздушных линиях в России по данным годовых отчетов ПАО “Россети” показал, что вклад природных воздействий в общую 
аварийность линий электропередачи в России максимален и варьируется в пределах 
от 29% до 51% в зависимости от года [14]. Поскольку влияние индивидуальных, особенно климатических факторов, на аварийность в различных филиалах ПАО “Россети” может существенно различаться, значительный интерес представляет анализ 
технологических нарушений в отдельных регионах страны. Также на основании отчетной документации было установлено, что наименее надежным элементом системы являются воздушные линии электропередач (далее – ВЛ), на долю которых приходится более семидесяти процентов всех повреждений. В условиях климатических 
изменений для принятия решений на этапе проектирования ВЛ важно иметь данные не только ретроспективного характера, но также располагать прогнозом изменения ключевых климатических характеристик с целью адаптации электросетевого 
комплекса к меняющимся условиям и обеспечения высокого уровня надежности и 
живучести системы.
В данной работе представлен обзор исследований, посвященных изучению 
влияния климатических факторов на аварийность в электроэнергетических сетях 
и прогнозированию их динамики в условиях климатических изменений, проведен 
сбор и анализ ретроспективных данных о климатических параметрах и об авариях 
на объектах электросетевого комплекса севера европейской части России, а также 
выполнен прогноз изменения климатических характеристик с помощью моделей 
проекта CMIP5 и прогноз изменения аварийности, связанной с воздействием природных факторов на объекты электросетевого хозяйства. 

 
ОЦЕНКА РАБОТОСПОСОБНОСТИ И ПРИЧИН АВАРИЙНОСТИ  
5
СУЩЕСТВУЮЩИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПО ТЕМАТИКЕ РАБОТЫ
Североамериканскими исследователями опубликован ряд работ, посвященных 
оценке и анализу аварийности на объектах электросетевого комплекса, связанных с 
воздействием климатических факторов. Эти работы посвящены, прежде всего, статистическому исследованию причин аварий на объектах электроэнергетики, а также 
построению моделей надежности на основании полученных статистических данных. 
Обобщенная информация о существующих исследованиях, об их временном, территориальном охвате и о рассматриваемых объектах отключения сведена в табл. 1.
Анализ исследований показал, что подобные исследования в США ведутся, по 
крайней мере, с 1994 г. и охватывают данные о ТН с 1965 г. Основной целью исследований является предоставление актуальных данных сетевым компаниям о роли 
различных факторов в общей структуре аварий на объектах электроснабжения с целью регулирования надежности. Зарубежные исследователи выделяют различные 
группы причин, классифицируют их по продолжительности и наносимому урону 
[16, 18], выявляют зависимость между климатическими условиями и аварийностью 
[17]. Помимо проведения корреляционно-регрессионного анализа [15–19] в работах 
активно исследуются вопросы прогнозирования основных климатических характеристик и моделирования последствий для системы, вызванных этими изменениями 
[20, 21]. 
В России такие исследования начались относительно недавно и к настоящему 
времени охватывают лишь отдельные регионы страны (табл. 2). Анализ приведенных данных показывает, что вопрос влияния климатических параметров на аварийность в электросетевом комплексе рассматривался в основном на территории обслуживания ПАО “Россети”, при этом лишь немногие работы позволяют оценить 
влияние климатических факторов на разные типы оборудования различных классов 
напряжения. 
Следует отметить, что данные, приведенные в табл. 2, свидетельствуют о недостаточном уровне детализации статистического анализа и слабом охвате прогнозных 
оценок изменения климатических параметров и последствий для электросетевого 
хозяйства.
ФОРМИРОВАНИЕ БАЗЫ ДАННЫХ ОБ АВАРИЯХ НА ОБЪЕКТАХ 
ЭЛЕКТРОСЕТЕВОГО КОМПЛЕКСА
В настоящее время сбор и учет данных об аварийных ситуациях на объектах 
энергетики ведется в соответствии с Приказом Министерства энергетики РФ от 
2.03.2010 № 92 “Об утверждении формы отчета об авариях в электроэнергетике и 
порядка ее заполнения”. Из всех данных форм отчетности в открытом доступе публикуется только сводная информация о технологических нарушениях (журналы 
ТН) в сокращенном виде на сайте территориальных сетевых организаций. Данные 
о причинах технологических нарушений на объектах, принадлежавших компании 
ПАО “Россети”, можно также найти в годовых отчетах компании (далее – сводные 
отчеты) и ее филиалов (далее – отчеты филиалов) в разделе “Ключевые показатели 
деятельности”. 
Сводные отчеты ПАО “Россети” охватывают промежуток времени с 2009 г. по 
 
настоящее время и в значительной степени различаются в зависимости от времени 
их написания. На основании этих сведений установлены основные причины 

ЗАБЕЛИН и др.
Исследование продолжительности отключений, 
вызванных различными причинами, а также 
классификация их по “поколениям” (отключения, произошедшие с шагом менее 5 минут, относятся к одному поколению).
Исследование количества отключений, вызванных различными устойчивыми и инициирующими причинами в цепях постоянного, переменного 
тока и на подстанциях.
Исследование статистических данных о причинах 
аварийных отключений. Подготовлена глубокая 
нейронная сеть, обученная прогнозировать время ремонта и восстановления энергосистемы при 
различных авариях, обученная на данных об отключениях за первые 5 лет из 6 рассмотренных.
Исследование статистических данных о причинах 
аварийных отключений. Анализируется среднее 
число отключенных потребителей, затраты на 
проведение работ по восстановлению системы 
и средняя продолжительность отключений, вызванных воздействием разных климатических 
факторов.
Все аварии, приведшие к крупным отключениям, без разделения по классам напряжения 
и видам оборудования
Цепи постоянного и переменного тока, подстанции и инверторы. Включает длительные отключения оборудования напряжением до 199 кВ и 
все отключения напряжением 
от 200 кВ и выше
2012–2017
Без указания
Территория обслуживания одной (без указания) электросетевой 
организации в США
[17]
Штаты Тихоокеанского северо-запада
1999–2018
34.5 кВ и выше
Исследование корреляции аварийности и климатических условий.
[18]
Северная Америка
2015–2019
[15]
США и Канада
1965–1985
ВЛ напряжением 230 кВ и 
выше
Исследование статистических данных о причинах 
аварийных отключений.
[16]
Вся территория США, 
(форма OE-417)
2003–2017
[19]
Северная Америка
2008–2014
Цепи постоянного и переменного тока, подстанции и инверторы от 200 кВ и выше
[21]
Великобритания
–
Магистральные ЛЭП
Моделирование отключений оборудования и потребителей в результате воздействия ветровых нагрузок.
[20]
Ссылка
Охват статистических данных
Прочие особенности исследования
Территории
Время
Оборудование
Таблица 1. Зарубежные исследования в области влияния климатических параметров на объекты электросетевого комплекса 

 
ОЦЕНКА РАБОТОСПОСОБНОСТИ И ПРИЧИН АВАРИЙНОСТИ  
7
Исследование корреляции между скоростями ветра и 
количеством аварийных отключений. Прогноз изменения ветровых нагрузок и аварийности на объектах 
электросетевого комплекса на период до 2054 года.
Обзор статистических данных о причинах аварийных отключений. Исследование требований 
к оценке надежности и к конструктивной прочности объектов ЛЭП с точки зрения воздействия 
климатических факторов.
Исследование данных о причинах технологических нарушений на объектах различных классов 
напряжений на территориях обслуживания 
разных филиалов ПАО “Россети”.
Исследование климатических изменений на 
рассматриваемых территориях и возможных последствий для объектов генерации от воздействия 
климатических факторов.
2012–2021
ВЛ 0.4–110 кВ
Исследование статистических данных о причинах 
аварийных отключений в разрезе разных классов 
напряжений
Башкирия, Кубань, 
Забайкалье
2014–2018
ВЛ
Территория обслуживания ПАО “Россети”
2009–2019
ВЛ
Исследование статистических данных о причинах 
аварийных отключений.
Нижегородская, Ивановская, Владимирская, 
Калужская, Тульская, 
Рязанская, Кировская 
области, республики 
Марий-Эл и Удмуртия
[23]
Россия, США, страны 
Балтийской восьмерки, 
одна провинция Китая
–
[27]
[25]
–
–
–
Исследование подходов к оценке влияния климатических факторов при проектировании воздушных линий электропередачи.
[22]
[24]
Территория обслуживания ПАО “Россети”
2013–2022
ВЛ 0.4–220 кВ
[26]
Псковская, Смоленская 
и Брянская области
1970–2018
Ссылка
Охват статистических данных
Прочие особенности исследования
Территории
Время
Оборудование
Таблица 2. Отечественные исследования в области влияния климатических параметров на объекты электросетевого комплекса

ЗАБЕЛИН и др.
100%
80%
60%
40%
Доля аварий, %
20%
0%
Климатические факторы
Внешние воздействия
Износ оборудования
Недостатки эксплуатации и ТО
Прочие причины
Рис. 1. Вклад основных причин в аварийность на объектах напряжением 6 кВ и выше в различных 
филиалах ПАО “Россети”.
отключений, выделенные компанией в период 2009–2022 гг. Аналогичную 
отчетность ведут все филиалы компании. 
В рамках другого нашего исследования данные были сведены в общую таблицу
[30]. В результате анализа сводных отчетов сформированы диаграммы, отражающие 
вклад основных причин в аварийность на объектах напряжением 6 кВ и выше ПАО 
“Россети” в различных филиалах. Данные представлены на рис. 1. 
Согласно полученным результатам, наибольшее влияние климатические 
причины оказывают на аварийность на территории обслуживания ПАО “Россети 
Северо-Запад” (64% от всех ТН), что делает данный регион наиболее интересным с 
точки зрения детального исследования причин отключений и прогнозирования их 
динамики в условиях климатических изменений.
Территория обслуживания ПАО “Россети Северо-Запад” охватывает ряд областей 
севера европейской части России, минуя Ленинградскую область, относящуюся к 
ПАО “Россети Ленэнерго”.
В силу близости территориального расположения и климатических особенностей, 
два этих соседних филиала целесообразно рассматривать в комплексе. Таким образом, 
изучаемые территории охватывают Ленинградскую, Архангельскую, Вологодскую, 
Новгородскую, Псковскую и Мурманскую области, а также Республики Карелия 
и Коми. Данная территория является уникальной для отечественной энергетики в 
силу ряда климатических и экономических факторов. Дело в том, что среди всех 
северных территорий страны европейский север отличается более мягким климатом 
с относительно теплыми зимами и большим числом пасмурных дней. Кроме того, 

 
ОЦЕНКА РАБОТОСПОСОБНОСТИ И ПРИЧИН АВАРИЙНОСТИ  
9
данные регионы расположены на территориях, где изменения климата происходят 
быстрее, чем в среднем по стране и по миру.  С точки зрения технико-экономических 
факторов большинство из рассматриваемых регионов являются наиболее 
густонаселенными среди всех северных регионов страны. Сети рассматриваемых 
регионов содержат разветвленную систему электроснабжения промышленных 
объектов и объектов жилищно-коммунального хозяйства (ЖКХ). По данным за 2022 
г., изучаемый регион занимает почти 10% площади страны (1.67 млн км2), на которых проживает 8.9% населения РФ (12.9 млн человек) и находится почти 260 тыс. км 
ЛЭП, 27.9 тыс. подстанций общей мощностью 55 тыс. МВА. 
Данные из годовых отчетов ПАО “Россети Ленэнерго” содержат информацию 
о причинах аварийных отключений за период с 2013 по 2022 гг., причем отчеты, 
опубликованные до 2018 г. включительно, содержат сведения об отключениях в сетях 
6 кВ и выше, а в период 2019–2022 г. предоставляются данные об отключениях только 
в сетях 110 кВ и выше. Отчеты ПАО “Россети Северо-Запад” содержат информацию 
о причинах аварийных отключений за период с 2009 г. по настоящее время. Однако 
отчеты ранее 2015 г. не дают объективной картины для оценки причин отключений 
в силу того, что данные приведены лишь для трех причин: климатические, внешние 
воздействия и недостатки эксплуатации, которые по предоставляемым данным 
занимают менее 50% отключений. 
Вариативность предоставляемых данных осложняет анализ, однако следует 
отметить, что журналы ТН, в которых содержится более полная информация об 
отключениях, обладают низким разрешением временного охвата и сложнее для 
анализа. Поэтому в данной работе представлены результаты обработки данных, 
полученных как на основании годовых отчетов, так и на основании журналов ТН. 
В открытом доступе на сайте ПАО “Россети Ленэнерго” представлены журналы 
ТН начиная с 2020 г. с указанием данных по 27 пунктам по форме Минэнерго. До 
2020 года публиковались сводные поквартальные результаты с указанием числа 
ТН по основным группам причин. Детализация журналов ТН ПАО “Россети 
Северо-Запад” с 2018 года включает всего 5 пунктов: дата и время возникновения 
и ликвидации аварии, организационная и техническая причина (без указания кода 
причины) и содержание мероприятия. В целях получения более полных сведений 
для анализа был использован парсер по тезаурусу (по ключевым словам и символам) 
для идентификации типа и напряжения отключенного оборудования, кода причины 
отключения согласно Приказу Минэнерго от 2.03.2010 № 90, а также для подсчета 
причин отключений на основании данных из описания организационной и 
технической причин.
Таблица 3. Разделение причин ТН на группы
Группа причин
Код причин
Климатические причины
3.4.11–3.4.12
Внешние воздействия
3.4.8; 3.4.10
Дефекты проекта, конструкции и пр.
3.4.13
Эксплуатация и износ
3.4.1–3.4.7; 3.4.9
Прочее
3.4.14