Вчені розробили математичну модель для прогнозування стійкості електроенергетичної системи України під час ракетно-дронових атак
Українські вчені розробили унікальну кластерну математичну модель, яка дозволяє оцінити, як довго енергосистема може витримувати масовані ракетно-дронові атаки та як швидко вона здатна відновлюватися.
Дослідження зосереджене на прогнозуванні розвитку електроенергетичної системи (ЕЕС) у кризових умовах, коли резервні механізми та ресурси стають критично важливими для її роботи.
Модель враховує різні сценарії: від захисту інфраструктури до її руйнування та подальшого відновлення. Вона аналізує, як періодичність атак впливає на здатність системи забезпечувати електроенергію. Зокрема, дослідники виявили, що якщо час на адаптацію та ремонт перевищує інтервали між ударами, ЕЕС втрачає свою стійкість і поступово деградує до стану колапсу.
Це підтверджується графіками, які порівнюють готовність системи до роботи в мирний час і під час війни. У мирний період резерви дозволяють швидко реагувати на пошкодження, тоді як у воєнний час їх недостатньо для оперативного відновлення після масованих атак.
Одним із ключових висновків стало те, що резильєнтність — здатність системи швидко повертатися до нормального функціонування — залежить від обсягу резервних ресурсів і швидкості їхнього залучення. Наприклад, якщо запаси обладнання та час на ремонт недостатні, навіть часткові пошкодження можуть призвести до повної зупинки окремих сегментів мережі. Модель також класифікує руйнування енергетичних об’єктів за масштабами — малі, середні та великі — і пов’язує їх із тривалістю ремонтних робіт. Це дозволяє прогнозувати, які саме об’єкти (теплові, гідро- чи атомні електростанції, підстанції) найбільше впливають на стабільність системи в цілому.
Дослідження підкреслює, що російські атаки на енергетичну інфраструктуру України є частиною стратегії, спрямованої на паралізування промисловості та послаблення опору населення. У 2024 році, за даними хронології ударів, масовані обстріли суттєво послабили об’єднану енергосистему (ОЕС) України. Модель допомагає оцінити, як ці удари впливають на ключові елементи мережі, включаючи не лише безпосередньо пошкоджені об’єкти, а й ті, що втрачають працездатність через руйнування підстанцій чи ліній електропередач.
Практична цінність роботи полягає в тому, що вона дає змогу планувати розподіл ресурсів і розробляти стратегії захисту. Наприклад, на основі моделі можна визначити, які об’єкти потребують першочергового укріплення чи резервного живлення. У перспективі це може допомогти синхронізувати українську енергосистему з європейською мережею ENTSO-E, адже стабільність ЕЕС є передумовою для такого підключення.
Фінансування дослідження забезпечило Міністерство освіти і науки України в рамках українсько-німецького проєкту, присвяченого плануванню розвитку електромереж із відновлюваними та ядерними джерелами енергії. Додаткову підтримку надав Центр інженерних досліджень і розвитку армії США через грант, спрямований на інтеграцію аналітики стійкості та периферійних обчислень для енергосистем. Це підкреслює міжнародну значущість роботи, адже проблема стійкості критичної інфраструктури до зовнішніх загроз актуальна не лише для України, а й для інших країн, які стикаються з подібними викликами.
Розроблена модель уже отримала визнання в наукових колах. Її результати представлені на міжнародних конференціях, зокрема на IEEE у Греції, де обговорювалися залежні системи та технології. У майбутньому автори планують удосконалити модель, додавши дані про кіберзагрози та вплив природних катастроф, щоб зробити її універсальним інструментом для прогнозування.
Авторами дослідження є Сергій Саух із Інституту проблем моделювання в енергетиці імені Г.Є. Пухова НАН України та Андрій Борисенко з Національного технічного університету України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського». Їхня робота стала важливим кроком у розумінні того, як енергосистеми можуть протистояти сучасним загрозам і залишатися життєздатними в умовах війни.
