alternativeАльтернативная энергетика и экология (ISJAEE)Alternative Energy and Ecology (ISJAEE)1608-8298Международный издательский дом научной периодики "Спейс10.15518/isjaee.2025.08.055-069alternative-2684Research ArticleII. НЕВОЗОБНОВЛЯЕМАЯ ЭНЕРГЕТИКА. 9. Атомная энергетика. 9-1-0-0 Солнечные городаII. NONRENEWABLE ENERGY. 9. Atomic energy. 9-1-0-0 Atomic-hydrogen energyОценка эффективности развития АЭС с ВВЭР на основе экономайзерного подогрева питательной воды в условиях неравномерности электропотребленияAssessment of the efficiency of developing VVER nuclear power plants based on economizer heating of feed water in conditions of uneven power consumptionАминовР. З.AminovR. Z.

ашид Зарифови Аминов, кафе­дра «Тепловая и атомная энергетика», доктор технических наук, профессор

 410054, г. Саратов, ул. Политехническая, д. 77

Rashid Zarifovich Aminov, Department of Thermal and Nuclear Power Engineering, of Technical Sciences, Professor

410054, Saratov, Politekhnicheskaya str., 77

oepran@inbox.ruАношинД. М.AnoshinD. M.

Даниил Михайлович Аношин, кафедра «Тепловая и атомная энергетика», ассистент

 410054, г. Саратов, ул. Политехническая, д. 77

Daniil Michailovich Anoshin, Department of Thermal and Nuclear Power Engineering, Assistant

410054, Saratov, Politekhnicheskaya str., 77

Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю. А.РоссияSaratov State Technical University named after Yuri GagarinRussian Federation202527112025085569Copyright © Международный издательский дом научной периодики "Спейс, 20252025Международный издательский дом научной периодики "СпейсМеждународный издательский дом научной периодики "Спейсhttps://www.isjaee.com/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://www.isjaee.com/jour/article/view/2684

Рост доли возобновляемых и атомных источников энергии в структуре генерации обостряет проблему по­крытия неравномерного суточного электропотребления, что оказывает существенное влияние на цену на оп­товых рынках электроэнергии. С возрастающей долей возобновляемых источников электроэнергии, цены на оптовом рынке становятся все более чувствительными к метеорологическим условиям, что требует совершен­ствования режимов работы остальных электростанций в структуре генерирующих мощностей. Данные тенден­ции требуют учета эффекта от ввода новых генерирующих источников в контексте современных системных и рыночных условий. В рамках настоящего исследования выполнен сравнительный анализ загрузки генериру­ющих мощностей и динамики цен на оптовых рынках электроэнергии в ряде развитых стран, характеризую­щихся различной энергетической стратегией и ценовой политикой. В качестве объектов исследования выбраны Великобритания, США, Франция и Российская Федерация - страны, демонстрирующие различные подходы к развитию энергетического сектора и интеграции возобновляемых источников энергии. Выполнен сравнитель­ный анализ эффективности введения дополнительной маневренной ГТУ, ПГУ и интеграции экономайзерного подогревателя в состав АЭС с целью увеличения мощности и расширения регулировочного диапазона энерго­блока. Полученные результаты свидетельствуют о том, что повышение маневренных характеристик атомных станций более целесообразно, чем введение новых генерирующих мощностей на органическом топливе.

The growing share of renewable and nuclear energy sources in the generation structure exacerbates the problem of covering uneven daily electricity consumption, which has a significant impact on the price in wholesale electricity markets. With an increasing share of renewable energy sources, wholesale market prices become increasingly sensitive to meteorological conditions, which requires improvements in the operation of other power plants in the generation capacity structure. These trends require taking into account the effect of the introduction of new generating sources in the context of current system and market conditions. This study provides a comparative analysis of the load factor of generating capacities and the dynamics of prices in wholesale electricity markets in a number of developed countries with different energy strategies and pricing policies. The study focuses on the United Kingdom, the United States, France, and the Russian Federation, which represent different approaches to the development of the energy sector and the integration of renewable energy sources. A comparative analysis of the effectiveness of introducing an additional maneuverable gas turbine, combined-cycle gas turbine, and integrating an economizer preheater into a nuclear power plant in order to increase the power output and expand the control range of the power unit has been performed. The results obtained indicate that improving the maneuverability of nuclear power plants is more efficient than introducing new organic fuel-based generating capacities.

атомная электростанциягазотурбинная установкапарогазовая установкаструктура генерирующих мощностейцены на электроэнергиюэкономайзерnuclear power plantgas turbine unitcombined cycle unitstructure of generating capacitieselectricity priceseconomizerИсследование выполнено по договору целевого финансирования АО «Концерн Росэнергоатом» № 9/363683-Д от 03.06.2025ReferencesEuropean Power Exchange (EPEXSPOT): Рыночные данные. Официальный сайт. [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://www.epexspot.com/en/market-results?market_area=GB&auction=GB&delivery_date=2025-04-07&underlying_year=&modality=Auction&sub_modality=D.European Power Exchange (EPEXSPOT): Market data. Official website. [Electronic resource]. – Access mode: https://www.epexspot.com/en/market-results?market_area=GB&auction=GB&delivery_date=2025-04-07&underlying_year=&modality=Auction&sub_modality=D.Управление энергетической информации США. Официальный сайт. [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://www.eia.gov/.U.S. Energy Information Administration. Official website. [Electronic resource]. – Access mode: https://www.eia.gov/.Общеевропейская энергетическая биржа (Nord PoolAS): Данные энергосистемы. Производство. Официальный сайт. [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://data.nordpoolgroup.com/power-system/production?deliveryDate=2025-04-06&deliveryArea=-FR&location=&agg.Pan-European Energy Exchange (Nord Pool AS): Energy System Data. Production. Official website. [Electronic resource]. – Access mode: https://data.nordpoolgroup.com/power-system/production?deliveryDate=2025-04-06&deliveryArea=FR&location=&agg.АО Системный оператор Единой энергетической системы: Сайт оптового рынка электроэнергии и мощности. Официальный сайт. [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://br.so-ups.ru/.JSC System Operator of the Unified Energy System: Website of the Wholesale Electricity and Power Market. Official website. [Electronic resource]. – Access mode: https://br.so-ups.ru/.Баклушин Р. П. Эксплуатация АЭС. Ч. 1. Работа АЭС в энергосистемах. Ч. 2. Обращение с радиоактивными отходами: Учебное пособие. – М.: НИЯУ МИФИ, 2011.Baklushin, R. P. Operation of Nuclear Power Plants. Part 1. Operation of Nuclear Power Plants in Power Systems. Part 2. Management of Radioactive Waste: Textbook. Moscow: NRNU MEPHI, 2011.LOI n 2015-992 du 17 août 2015 relative à la transition énergétique pour la croissance verte. France.LOI n 2015-992 du 17 août 2015 relative à la transition énergétique pour la croissance verte. France.РБК. В Испании начали судебное расследование причин блэкаута. Официальный сайт. [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://www.rbc.ru/politics/29/04/2025/6810e66c9a794714ddd6d9daRBC. A judicial investigation into the causes of the blackout has been launched in Spain. Official website. [Electronic resource]. – Access mode: https://www.rbc.ru/politics/29/04/2025/6810e66c9a794714ddd6d9daРаспоряжение Правительства РФ от 9.04.2020 г. № 1523-р. «Об Энергетической стратегии РФ на период до 2035 г.».Order of the Government of the Russian Federation dated 9.04.2020 No. 1523-r. «On the Energy Strategy of the Russian Federation for the period up to 2035»Распоряжение Правительства РФ от 12.04.2025 N 908-р. «Об утверждении Энергетической стратегии Российской Федерации на период до 2050 г.».Order of the Government of the Russian Federation dated 12.04.2025 N 908-r. «On Approval of the Energy Strategy of the Russian Federation for the Period up to 2050».АЭС с ВВЭР: режимы, характеристики, эффективность / Р. З. Аминов, В. А. Хрусталев, А. С. Духовенский, А. И. Осадчий. – М.: Энергоатомиздат, 1990.R. Z. Aminov, V. A. Khrustalev, A. S. Dukhovenskii, and A. I. Osadchii, NPP with VVER: Modes, Specifications, Effectiveness (Energoatomizdat, Moscow, 1990) [in Russian].Опыт эксплуатации Кольской АЭС на повышенной мощности / А. П. Волков, Б. А. Трофимов, Ю. И. Савчук, В. В. Зверков, Е. И. Игнатенко, А. Н. Литвинов // Атомная энергия. – 1980. – Т. 49. – Вып. 2. – С. 134-135.A. P. Volkov, B. A. Trofimov, Yu. I. Savchuk, V. V. Zverkov, E. I. Ignatenko, and A. N. Litvinov. Experience in the operation of the Kola nuclear power station at increased power // At. Energy. – 1980; 49:590-592.Аминов Р. З., Хрусталев В. А., Калугин Б. Ф. Исследование форсировочных режимов работы турбоустановки К-1000-60/1500 // Изв. вузов. Энергетика. – 1983. – № 4. – С. 76-79.R. Z. Aminov, V. A. Khrustalev, and B. F. Kalugin. Study of boost operation modes of a K-1000-60/1500 turbine unit // Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved., Energ. – 1983. – No. 4. – Pp. 76-79.Аминов Р. З., Хрусталев В. А., Сердобинцев А. А. Об эффективном расчетном подогреве питательной воды в условиях форсировки турбоустановок АЭС с ВВЭР // Изв. вузов. Энергетика. – 1985. – № 12. – С. 58-63.R. Z. Aminov, V. A. Khrustalev, and A. A. Serdobintsev. On effective calculated warming of feed water in the condition of turbine boost of NPP with WWER // Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved., Energ. – 1985. – No. 12. – Pp. 58-63.Об эффективности получения дополнительной мощности на энергоблоках АЭС с ВВЭР / Р. З. Аминов, В. А. Хрусталев, А. Н. Сердобинцев, А. С. Духовенский, А. И. Осадчий // Атомная энергия. – 1986. – Т. 61. – Вып. 6. – С. 397-401.R. Z. Aminov, V. A. Khrustalev, A. N. Serdobintsev, A. S. Dukhovenskii, and A. I. Osadchii. Efficiency of producing additional power in units of nuclear power stations containing water-cooled-water-moderated reactors // At. Energy. – 1986; 61:975-980.К организации форсировочных режимов турбин АЭС / Р. З. Аминов, В. А. Хрусталев, А. А. Сердобинцев, Б. Ф. Калугин // Изв. вузов. Энергетика. – 1990. – № 11. – С. 102-105.21 R. Z. Aminov, V. A. Khrustalev, A. A. Serdobintsev, and B. F. Kalugin. Organization of boost modes of NPP turbines // Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved., Energ. – 1990. – No. 11. – Pp. 102-105.ВВЭР: Новый проект и ступень мощности или эволюция серийной модели / Э.Э. Пахк, В. Н. Сафонов, А. С. Духовенский, А. И. Осадчий, Р. З. Аминов, В. А. Хрусталев, П. Л. Ипатов // Атомная энергия. – 1991. – Т. 70. – Вып. 2. – С. 128-130.E. E. Pakhk, V. N. Safonov, A. S. Dukhovenskii, A. I. Osadchii, R. Z. Aminov, V. A. Khrustalev, and P. L. Ipatov. The VVÉR: A new design and power level or evolution of a series model // At. Energy. – 1991; 70:169-172.Повышение номинальной мощности энергоблоков российских АЭС с ВВЭР-1000 / В. И. Игнатов, А. В. Шутиков, Ю. А. Рыжков, Ю. В. Копьев, С. Б. Рыжов, В. Я. Беркович, Ю. М. Семченков, Р. З. Аминов, В. А. Хрусталев // Теплоэнергетика. – 2009. – № 11. – С. 63-66.V. I. Ignatov, A. V. Shutikov, Yu. A. Ryzhkov, Yu. V. Kop’ev, S. B. Ryzhov, V. Ya. Berkovich, Yu. M. Semchenkov, R. Z. Aminov, and V. A. Khrustalev. Increasing the rated capacity of power units installed at Russian nuclear power stations equipped with VVER-1000 reactors // Therm. Eng. – 2009; 56:963-966.Тепло- и нейтронно-физические характеристики энергоблоков АЭС с ВВЭР-1000 при эксплуатации на мощности выше номинальной (на примере второго блока Балаковской АЭС) / В. И. Игнатов, А. В. Шутиков, Ю. А. Рыжков, Ю. В. Копьев, С. Б. Рыжов, В. Я. Беркович, Ю. М. Семченков, Р. З. Аминов, В. А. Хрусталев // Атомная энергия. – 2009. – Т. 107. – № 1. – С. 9-14.V. I. Ignatov, A. V. Shutikov, Yu. A. Ryzhkov, Yu. V. Kop’ev, S. B. Ryzhov, V. Ya. Berkovich, Yu. M. Semchenkov, R. Z. Aminov, and V. A. Khrustalev. Heat- and neutron-physical characteristics of power-generating units of nuclear power plants with VVER-1000 during operation above nominal power (for the example of the No. 2 unit of the Balakovo Nuclear Power Plant) // At. Energy. – 2009; 107:9-17.Хрусталев В. А., Гариевский М. В. Повышение мощности действующих энергоблоков с водо-водяными реакторами: состояние, проблемы и перспективы // Труды Академэнерго. – 2017. – № 4. – С. 77-88.V. A. Khrustalev and M. V. Garievskii. Increasing the power output of operational power units with WWER: Condition, issues and prospects // Tr. Akademenergo. – 2017; 4:77-88.Увеличение мощности АЭС с ВВЭР путем повышения качества контроля характеристик тепловой экономичности / Ю. В. Смолкин, С. А. Канатов, Д. А. Соболев, Д. В. Степанов, Е. Н. Кулаков // Теплоэнергетика. – 2024. – № 3. – С. 32-39. https://doi.org/10.56304/S0040363624030093Yu. V. Smolkin, S. A. Kanatov, D. A. Sobolev, D. V. Stepanov, and E. N. Kulakov. Increasing the power output of VVER-based NPPs through more accurately monitoring the thermal efficiency indicators // Therm. Eng. – 2024; 71:215-222. https://doi.org/10.1134/S0040601524030091Патент № 2812839 C1 Российская Федерация, МПК G21D 5/00. Способ повышения эффективности аварийного резервирования собственных нужд двухконтурной АЭС: № 2023109020: заявл. 10.04.2023: опубл. 02.02.2024 / Д. М. Аношин, Р. З. Аминов.Patent No. 2812839 C1, Russian Federation, IPC G21D 5/00. Method for Increasing the Efficiency of Emergency Reserve for the Own Needs of a Two-Circuit Nuclear Power Plant: No. 2023109020: applied for on 10.04.2023: published on 02.02.2024 / D. M. Anoshin, R. Z. Aminov.Трухний А. Д., Петрунин С. В. Расчет тепловых схем парогазовых установок утилизационного типа. Методическое пособие. – М.: МЭИ, 2001.Trukhniy A. D., Petrunin S. V. Calculation of Thermal Schemes of Combined-Cycle Gas-Power Plants. Methodological Guide. – Moscow: MEI, 2001.Аминов Р. З., Гариевский М. В., Сахаров А. С. Исследование возможности повышения мощности АЭС с ВВЭР-1200 на основе экономайзерного подогрева питательной воды с установкой дополнительной турбины // Теплоэнергетика. – 2025. – №3. – С. 27-38. https://doi.org/10.56304/S004036362470070XAminov R. Z., Gariyevsky M. V., Sakharov A. S. Research of the Possibility of Increasing the Capacity of a NPP with VVER-1200 Based on Economizer Heating of Feed Water with the Installation of an Additional Turbine // Thermal Power Engineering. – 2025. – No. 3. – Pp. 27-38. https://doi.org/10.56304/S004036362470070XАминов Р. З., Егоров А. Н., Юрин В. Е., Бессонов В. Н. Многофункциональное резервирование собственных нужд атомных электростанций // Атомная энергия. – 2016. – Т. 121. – Вып. 5. – С. 256-261.Aminov R. Z., Egorov A. N., Yurin V. E., Bessonov V. N. Multifunctional Reservation of Own Needs of Nuclear Power Plants // Atomic Energy. – 2016. – Vol. 121. – Issue 5. – Pp. 256-261.Aminov R. Z., Yurin V. E., Egorov A. N. A comprehensive analysis of emergency power supply systems at NPPs with WWER-1000 type reactors based on additional steam turbines in the context of Balakovo NPP // J. Phys.: Conf. Ser. 2018. V. 1111. 012026. http://dx.doi.org/10.1088/1742-6596/1111/1/012026Aminov R. Z., Yurin V. E., Egorov A. N. A comprehensive analysis of emergency power supply systems at NPPs with WWER-1000 type reactors based on additional steam turbines in the context of Balakovo NPP // J. Phys.: Conf. Ser. 2018. V. 1111. 012026. http://dx.doi.org/10.1088/1742-6596/1111/1/012026Аминов Р. З., Юрин В. Е., Кузнецов Д. Ю. Исследование расхолаживания водо-водяных реакторов на основе использования энергии остаточного тепловыделения для выработки электроэнергии в аварийных ситуациях с обесточиванием // Атомная энергия. – 2020. – № 4. – Т. 128.Aminov R. Z., Yurin V. E., and Kuznetsov D. Yu. Research on the Cooling of Water-Water Reactors Based on the Use of Residual Heat Release Energy for Generating Electricity in Power-Out Emergency Situations // Atomic Energy. – 2020. – No. 4. – Vol. 128.Кузнецов Д. Ю., Аминов Р. З., Юрин В. Е. Оценка уровня естественной циркуляции теплоносителя ВВЭР-1000 на основе опытных данных Балаковской АЭС // Атомная энергия. – 2022. – № 4. – Т. 133.Kuznetsov D. Yu., Aminov R. Z., Yurin V. E. Assessment of the Level of Natural Circulation of the VVER-1000 Coolant Based on Experimental Data from the Balakovo NPP // Atomic Energy. – 2022. – No. 4. – Vol. 133. Pequot Publishing Inc. Gas Turbine World Handbook. – 2018. – V. 33.Pequot Publishing Inc. Gas Turbine World Handbook. – 2018. – V. 33.Приказ Минстроя России от 16 февраля 2024 г. № 114/пр. «Об утверждении укрупненных нормативов цены строительства. Укрупненные нормативы цены строительства. НЦС 81-02-15-2024. Сборник № 15. Наружные сети газоснабжения».Order of the Ministry of Construction of the Russian Federation dated February 16, 2024, No. 114/ pr. «On Approval of the Aggregated Construction Price Standards. Aggregated Construction Price Standards. NCS 81-02-15-2024. Collection No. 15. External Gas Supply Networks».Повышение маневренности ПГУ-450Т с обеспечением надежности и экономичности в режимах переменных нагрузок / Э. К. Аракелян, А. В. Андрюшин, Ф. Ф. Пащенко, С. В. Мезин, К. А. Андрюшин, А. А. Косой // Теплоэнергетика. – 2024. – № 2. – С. 15-24. https://doi.org/10.56304/S0040363624020024Improving the maneuverability of the PGU450T while ensuring its reliability and efficiency in variable load modes / E. K. Arakelyan, A. V. Andryushin, F. F. Pashchenko, S. V. Mezin, K. A. Andryushin, and A. A. Kosoy // Thermal Power Engineering. – 2024. – No. 2. – Pp. 15-24. https://doi.org/10.56304/S0040363624020024Мошкарин А. В., Мельников Ю. В., Торгов В. В. Анализ показателей работы ПГУ-325 на частичных нагрузках // Вестник ИГЭУ. – 2009. – № 2.Мошкарин А. В., Мельников Ю. В., Торгов В. В. Анализ показателей работы ПГУ-325 на частичных нагрузках // Вестник ИГЭУ. – 2009. – № 2.Aminov R. Z, Yurin V. E., Murtazov M. A. Efficiency and economic assessment of combining nuclear power plants with multifunctional heat accumulation systems // International Journal of Energy Research. – 2021. – V. 45. – Is. 8. – Pр. 12464-12473. DOI: http://dx.doi.org/10.1002/er.6580Aminov R. Z, Yurin V. E., Murtazov M. A. Efficiency and economic assessment of combining nuclear power plants with multifunctional heat accumulation systems // International Journal of Energy Research. – 2021. – V. 45. – Is. 8. – Pр. 12464-12473. DOI: http:// dx.doi.org/10.1002/er.6580АО Системный оператор Единой энергетической системы. Сайт конкурентного отбора мощности. Итоги КОМ на 2028 год. [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://kom.so-ups.ru/MainPage.aspx.АО Системный оператор Единой энергетической системы. Сайт конкурентного отбора мощности. Итоги КОМ на 2028 год. [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://kom.so-ups.ru/MainPage.aspx.Данные о ценах на энергоносители: электроэнергию, топливо и природный газ. [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://ru.globalpetrolprices.com/natural_gas_prices/.Данные о ценах на энергоносители: электроэнергию, топливо и природный газ. [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://ru.globalpetrolprices.com/natural_gas_prices/.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.