Im Juniorenbereich spielte Petrow für Kasachstan bei den U18-Weltmeisterschaften 2005 und 2006 sowie bei der U20-Weltmeisterschaft 2007 jeweils in der Division I. Zudem spielte er bei der Winter-Universiade 2013 im Trentino und belegte dort mit der kasachischen Studentenauswahl hinter der russischen Mannschaft den zweiten Platz.