Все о сетях и их бесперебойной работе

Центр физико-технических проблем энергетики Севера Кольского научного центра РАН с 2025 года возглавляет кандидат технических наук и главный ученый секретарь КНЦ РАН Алексей Карпов. В этом качестве он впервые представил на отчетной сессии Ученого совета доклад о научно-исследовательской и научно-организационной деятельности ЦЭС.

– В 2025 году проведена большая работа с Отделением энергетики, машиностроения, механики и процессов управления РАН по научно-методическому руководству институтом, – отметил в начале доклада Алексей Сергеевич. – В 2000-е годы эта связь формально утратилась, информация о кураторстве исчезла с официальных сайтов РАН и самого Отделения. Сегодня мы восстановили этот важный канал научно-методической поддержки. Для нас это принципиальный момент: он подтверждает, что работа института продолжается в логике развития всей академической школы и сохраняет преемственность исследований в рамках профильного Отделения РАН.

В 2025 году в институте разрабатывали три направления исследований: в рамках государственного задания «Теоретические и экспериментальные исследования физико-технических проблем энергетики в Арктической зоне РФ», в рамках гранта РНФ – «Разработка технических решений для эффективного электроснабжения потребителей Арктической зоны РФ», а также велась не менее серьезная работа в рамках научно-образовательного центра «Российская Арктика: новые материалы, технологии и методы исследования» по созданию производства на Африкандском месторождении перовскитовых руд.

Цель научного исследования по теме НИР – разработка фундаментальных основ в области высоковольтной электроэнергетики для применения их в Арктической зоне РФ.

– Говоря о ключевых успехах института, нельзя не отметить достижение кандидата технических наук Виталия Колобова, — рассказал Алексей Карпов. — Он провел серьезное обновление уникального лабораторного комплекса, который используется Геологическим институтом КНЦ РАН для изотопного анализа инертных газов. Изначально эта система была создана на базе масс-спектрометра МИ-1201ИГ, и Виталий Валентинович полностью модернизировал ее аппаратную часть. Результат: прибор теперь работает на уровне лучших мировых аналогов и выдает данные с высокой точностью. Интерес к этой разработке растет: все больше исследователей из других академических институтов хотят модернизировать свои масс-спектрометры по такому принципу, ведь это открывает новые возможности для науки. Важность работы подтверждена и научным сообществом — статья о модернизации опубликована в авторитетном журнале, входящем во второй квартиль международного рейтинга.

Еще одно важное достижение института — создание компактного устройства для отслеживания изменений магнитного поля Земли в реальном времени. Если говорить просто, прибор «чувствует» малейшие колебания магнитных сил вокруг нас — те самые, что возникают, например, во время солнечных бурь и могут влиять на работу электросетей.

В основе разработки — современные твердотельные датчики нового поколения. Благодаря им ученым удалось не только сделать прибор в разы дешевле, но и значительно снизить его энергопотребление, что особенно важно для автономной работы в удаленных арктических районах. Цифры говорят сами за себя: себестоимость нового датчика — не более ста тысяч рублей. Для сравнения: аналогичные станции на основе феррозондовых или кварцевых технологий обходятся более чем в один миллион рублей.

Эту работу возглавляет кандидат технических наук Василий Селиванов совместно с коллегами из Полярного геофизического института РАН. Эксперты уже отметили: решение конкурентоспособно не только в России, но и на мировом уровне, а его коммерческий потенциал очень высок. Результаты исследования опубликованы в научной статье, а в 2026 году стартует новый этап работы в рамках гранта Российского научного фонда: планируется тиражирование установки и сбор данных для дальнейшего анализа и внедрения.

Директор ЦЭС КНЦ РАН выделил еще одну значимую работу ученых, которая проходит непосредственно по заказу промышленников, обратившихся в ЦЭС с просьбой об измерении показателей качества электроэнергии на объектах высоковольтной электроэнергетики предприятия.

— Задача была поставлена индустриальным партнером: предприятия проводят стандартизированные проверки качества электроэнергии и получают «чистые» протоколы — все вроде бы в норме, а проблемы никуда не исчезают. Мы решили разобраться и обнаружили, что действующие стандарты допускают определенные загрубления в измерениях, из-за чего сохраняются реальные риски развития проблемных мест, так как они остаются незамеченными.

Наш подход другой: мы делаем детальный, глубокий анализ, собираем разрозненные данные в единую информационную картину и обрабатываем ее так, чтобы заранее видеть слабые места. Это позволяет не ждать аварии, а планировать профилактические работы в энергосистеме предприятия.

Эту идею мы развили в рамках гранта Российского научного фонда и на примере компании «ФосАгро» предложено системное решение по обеспечению устойчивости электроснабжения промышленных потребителей, — пояснил Алексей Карпов.

Директор института отметил также работу кандидата технических наук Дмитрия Куклина по исследованию влияния подземных кабелей на результаты измерений датчиков системы определения местоположения молний. Было проведено моделирование, предложена коррекция высокочастотных эффектов в кажущихся свойствах грунта. Эта работа учитывает особенности и низкую проводимость скалистого грунта, что заинтересовало и международные коллективы, проводящих исследования в этой области. С 2022 года Дмитрий Владимирович участвует в ежегодной международной конференции по молниезащите, и уже в 2025 году его наработки в соавторстве с группой ведущих мировых ученых в этом направлении были опубликованы в высокорейтинговом издании.

Если говорить о международном сотрудничестве в целом, то сегодня ЦЭС ведет активную работу с Республикой Беларусь – подписан соответствующий меморандум и ведется подготовка совместного проекта.

В 2025 году центр усилил работу с промышленными партнерами — это логично, ведь исторически ученые ЦЭС КН РАН тесно сотрудничают с «КолЭнерго» (сегодня это ПАО «Россети»). По инициативе коллег-промышленников на площадке Кольского научного центра прошло важное совещание, в котором приняли участие главные энергетики крупных предприятий области.

Обсуждали общую проблему кратковременных «провалов» напряжения буквально на доли секунды, которые могут остановить целую производственную линию. Современное оборудование насыщено чувствительной электроникой, которая реагирует на малейшие скачки в сети. Раньше такой остроты не было: техника была проще и «терпимее» к несущественным изменениям напряжения. Сейчас же любой сбой — это простой, брак и серьезные убытки.

Промышленники понимают: старыми методами проблему не решить. Нужны новые, научно обоснованные подходы к защите сетей и оборудования. И именно здесь на помощь приходят ученые института, которые уже работают над системными решениями — от мониторинга качества энергии до моделирования устойчивых схем электроснабжения. По результатам совещания утверждена дорожная карта научно-технического сотрудничества. Участие ЦЭС КНЦ РАН предполагает проведение комплексных прикладных исследований с размещением на предприятиях мониторингового оборудования, выявление уязвимостей в электросетевой инфраструктуре и технологических цепочках предприятий, с математическим моделированием и расчетом оптимальных схем электроснабжения.

Ну, а основным событием 2025 года была названа первая региональная научно-практическая конференция «АрктикЭнерго: устойчивое развитие энергетики Арктической зоны РФ», организатором которой выступил ЦЭС КНЦ РАН. Диалог науки и промышленности оказался крайне востребован, поэтому в 2026 году запланирована уже двухдневная конференция с увеличением времени для обсуждения докладов и обменом опыта. В этом диалоге полезно участвовать и молодым специалистам, чтобы лучше понимать проблематику такой важной в нашей жизни отрасли, как электроэнергетика.

— Смена поколений в науке — это не просто кадровый вопрос, а стратегически важный этап для любого исследовательского коллектива, — подчеркивает директор института. — Сегодня мы активно работаем с молодежью: проводим экскурсии для школьников, привлекаем студентов, а главное — даем реальные задачи нашим аспирантам и молодым сотрудникам.

Все пятеро аспирантов центра полноценно включены в научную жизнь: участвуют в фундаментальных и прикладных исследованиях, публикуют статьи в серьезных журналах, на конкурсной основе получают гранты и в то же время, готовят диссертации. И это уже дает плоды: в 2026 году двое молодых ученых планируют защитить кандидатские диссертации. Проще говоря, институт не просто сохраняет научную школу — он выращивает новое поколение исследователей, которые продолжат решать сложные задачи арктической энергетики.

Ученый совет ФИЦ КНЦ РАН, одобрил достижения института по публикационной активности и развитию научно-организационного и научно-исследовательского партнерства, как правильный вектор для внедрения разработок на производстве, а также поддержал коллектив ЦЭС КНЦ РАН в уже начатых стратегических инициативах.