En 2010, une grande partie des équipements a été mise hors service. Le projet d’extension prévoyait la construction de deux nouvelles unités à cycle combiné gaz-vapeur, de 230 MW chacune.
La modernisation a été menée par les sociétés de Natsproektstroy, avec la conception assurée par l’Institut Teploelektroproekt. En 2012, les spécialistes de TEK Mosenergo ont lancé les travaux de construction et d’installation. Les nouvelles unités ont été érigées sans interrompre l’activité de la centrale, garantissant ainsi la continuité de l’alimentation électrique. La particularité de la centrale est que, par manque d’espace, les conduites d’alimentation en eau profonde ont été posées au fond du réservoir de Nijnetourinsky.