Studien är utförd på Luleå Energi Elnät AB (LEEAB) och handlar om elnätsautomation i ett markkabelnät i Luleås stadskärna. Examensarbetet, 15 högskolepoäng, är den avslutande delen i utbildningen Högskoleingenjör inom Elkraftteknik via Luleå tekniska universitet. Elnätsautomation är ett brett begrepp som kan handla om fjärrstyrda lastfrånskiljare/effektbrytare till helautomatiserade elnät. För de flesta elnätsföretagen är det varken ekonomiskt hållbart eller nödvändigt att ha ett helautomatiserat elnät. Det går endast att spekulera om att det kommer ställas högre krav på elnätet men om kraven höjs är det en fördel om elnätet är grundat för elnätsautomation. Eftersom elnätet byggs för fyrtio år framöver kan stora kostnader undvikas genom att ha en grundprincip för vad som ska finnas med vid om-/nybyggnation av nätstationer. Elnätsautomationens syfte är att förkorta avbrottstiderna. SAIDI/SAIFI har undersökts. SAIDI är ett systemindex för genomsnittliga avbrott i elnätet, indikerat i minuter per år per kund. SAIFI är ett systemindex för det genomsnittliga antalet avbrott i elnätet, indikerat i antalet avbrott per år per kund. Slutsatsen efter studien är att SAIDI kan förbättras med hjälp av enklare elnätsautomation men också av en helautomatiserad lösning. SAIFI kan förbättras vid helautomatiserade lösningar, om det leder till att avbrottstiden underskrider tre minuter. Eftersom det som tar längst tid vid ett avbrott i markkabelnät är att hitta felstället, blir feldetekteringen den viktigaste aspekten inom elnätsautomation. Lösningsförslag från Protrol och Netcontrol har presenterats och jämförts. Protrols lösning är billig, kommer som ett färdigt paket med styrning, detektering och eventuellt logik för helautomation, den är också enkel att implementera i befintliga stationer. Netcontrols lösning är dyrare. Den har styrning, feldetektering, elkvalitetsmätning och skyddsfunktioner där det går att beställa de funktionerna som behövs.    För bäst resultat är det en fördel att prova lösningarna, förslagsvis en lösning på varsin slinga. En rekommendation är att implementera lösningen vid om-/nybyggnation av nätstationer för att underlätta installation och få ner kostnaderna. För att lägga grunden för elnätsautomation är rekommendationen att förbereda för optisk fiber, genom att gräva ner optorör om möjlighet finns, och installera motordon till lastfrånskiljare/effektbrytare. / The study is performed at Luleå Energi Elnät AB (LEEAB) and concerns electrical grid automation (distribution automation) in a cable network in the center of the city of Luleå in northern Sweden. The thesis is the final part of the bachelor’s degree in Electric Power Engineering at Luleå University of Technology. Electrical grid automation is a broad concept that can range from remote-controlled load-switches/circuit breakers up to fully automated power grids. For most power companies, it is not economically viable or necessary to have fully automated power grids. If the demands for the power grid increase, it is an advantage to have a foundation for electrical grid automation. The power grid is planned to last for forty years. Big savings can be made by having a basic principle how to build new or reconstruct distribution substations (MV/LV). The purpose of electrical grid automation is to shorten power interruptions. The internationally standardized indices SAIDI and SAIFI have been used in this study. SAIDI is the average duration of the interruptions, expressed in minutes per year and customer. SAIFI is the average number of interruptions, expressed in number of interruptions per year and customer. The conclusion from the study is that SAIDI is improved by electrical grid automation and a fully automated solution. SAIFI could be improved by a fully automated solution, if it causes the interruption time to decrease to less than three minutes. In case of a power interruption in an underground cable grid, locating the fault is what takes the longest. Therefore, locating the fault is the most important task in electrical grid automation. Two different solutions, from Protrol and Netcontrol, have been presented and compared in the study. The solution from Protrol is inexpensive, comes as a complete package of control, detection and possible logic for full automation; it is also easy to implement in existing distribution substations. The solution from Netcontrol is more expensive. The functions for the Netcontrol solution are control, fault detection, power quality measurements and protection functions, where one can order the desired features. For the best results, it is an advantage to try the different solutions, preferably one solution on each network loop. A recommendation for making the installation easier and to save some money is to implement the solution if the distribution substation is about to be replaced or renovated. To prepare for implementation of electrical grid automation a recommendation is to dig pipes for optical fiber and installing mechanism to the load-switches/circuit breakers.

I och med att båtar har med tiden blivit allt mer tystare både akustiskt och magnetiskt, är det av stort intresse att mäta den elektriska signaturen. Den elektriska signaturen uppstår fram för allt från den galvaniska effekten mellan båtens skrov och propeller och ger upphov till en potentialskillnad. Denna potentialskillnad propagerar i vattnet med en väldigt låg frekvens (0-3kHz). Med hjälp av specifika undervattensensorer kan dessa signaturer mätas för att detektera och lokalisera båtar. Varje sensor måste kalibreras i dess rätta omgivning (vatten) på grund av deras individuella geometri. För kalibreringen behövs ett känt homogent elektrostatiskt fält användas som referens. Examensarbetet avser att modellera den faktiska vattentanken som är tänkt som kalibreringsanläggning för sensorerna och simulera det elektrostatiska fältet som uppstår. Examensarbetet har ett ingående tillvägagångsätt för hur modellen och simuleringen implementeras i COMSOL Multiphysics® 5.5 som baseras på den finita elementmetoden (FEM). Ett teoretisk homogent elektriskt fält är svårt konstruera i verkligheten, därför är examensarbetet huvudsyfte att analysera homogeniteten för praktiska elektriska fält som finns i vattentanken. Olika konfigurationer av hur laddningsplattor fördelas simulerades och analyserades. Den väsentliga slutsatsen från simuleringarna är att homogeniteten på det elektriska fältet är bra så länge laddningsplattorna är symmetriska mot varandra men på en bekostnad av att fältstyrkan minskar. Examensarbete inkluderar även simuleringar hur undervattensensorn i sig själv påverkar det elektriska fältet som den skall kalibreras i, sensorn introducerar en störning. Slutligen finns det förslag för förbättring av arbete och förslag för ett fortsatt arbete. / With time, boats have become more quiet, both acoustic and magnetic. Therefore, it is of great interest tomeasure the electric signature. The electric signature is a low-frequency (0-3 kHz) electric field generatedby a potential difference that appears due to the galvanic effect between the boat's hull and propeller.With assistance from specific under-water sensors, these signatures can be measured to detect andlocalize boats. Due to the individual geometry of the sensors, each sensor must be calibrated in its rightenvironment (water). To perform this, a known homogeneous electrostatic field must be used forreference. This master Master-degree project purpose is to modulate a water tank, which is supposed to beused as a calibration facility for the sensors and simulate the electrostatic field that will evolve. Thisproject presents the approach for how the model and simulation will be implemented in COMSOLMultiphysics® 5.5, which is based on the finite element method. A theoretically homogeneous electricfield is difficult to build in reality, hence this project main objective is to analyse the homogeneity forpractical electric fields in the water tank. Different electric fields were analysed depending how the metalplates were distributed. The main conclusion from the simulations is that the homogeneity on theelectrical field is good enough to use for calibration purposes. The plates shall to be symmetricallydeployed with respect to each other. A drawback is that the field strength decreases when parts of thefield diverts. This project also simulates how the under-water sensor itself affects the electrical field it issupposed to be calibrated in; the sensor introduces disturbances to the field. Finally, this report proposesseveral improvements as well as direction for further work.

SEP Modular Armoured Tactical System is the next generation of military vehicles developed by BAE Systems Hägglunds AB. At present time, BAE Systems Hägglunds AB are developing a 6-wheel electrical hybrid and a conventional 8-wheel vehicle. The question formulation was summarized as: “In which ways can the electrical transmission in a hybrid driveline for SEP be designed, when the surrounding fixed interfaces are kept and the unity of components within SEP is maximized?“. The purpose of this master thesis was to study a variety of concepts for hybrid propulsion. The aim with the study was to examine how an 8-wheel SEP can be designed for electrical hybrid propulsion. BAE Systems Hägglunds AB requested a unity of components with the existing drive systems for SEP 6- and 8-wheel concerning hub reduction, wheel suspensions, drive shafts and axle gears. The developed systems for steering and cooling should be kept if possible and use of 20 ″rims was a requirement. The work started with a background study and was followed by a phase of concept development. A range of concepts for driveline layouts were compiled. The work focused on placement of electrical motors, gears and power electronics. The concepts were evaluated from a worked-out model and three of the concepts were chosen for further development. These concepts had their gears dimensioned and their shifting mechanisms designed. The result of the study showed that two of the concepts satisfied the requirements and were nominated for additional work, but their estimated development time differs. The two concepts have great potential to be used in more vehicles than SEP. Suggested future tasks were among others detailed design of gears, electrical motors and adjacent components / SEP, Splitterskyddad Enhetsplattform, är nästa generations militära fordon som utvecklas av BAE Systems Hägglunds AB. Företaget utvecklar idag bland annat en 6-hjulig elhybrid samt en 8-hjulig med mekanisk drivlina. Frågeställningen sammanfattas med frågan ”På vilka sätt kan el-transmissionen i en hybriddrivlina för SEP utformas samtidigt som omgivande låsta gränssnitt bevaras och komponentsamhörigheten med övriga konfigurationer av SEP maximeras?”. Syftet med detta examensarbete var att studera olika koncept för hybriddrift. Målet med studien var att studera hur en 8-hjulig SEP skulle kunna konstrueras som elhybrid, för att i slutändan ge ytterligare valmöjligheter för kunden vid konfiguration av sin fordonsflotta. Uppdragsgivaren BAE Systems Hägglunds AB efterfrågade stor komponentsamhörighet med de existerande drivsystemen för både 6- och 8-hjulig SEP, avseende navreduktion, hjulupphängning, drivaxlar och axelväxlar. Därtill efterfrågades användning av 20 ″fälgar och att de redan utvecklade delsystem, som till exempel kylning och styrning, skulle om möjligt behållas. Efter en inledande bakgrundsstudie fortsatte arbetet med en konceptutvecklingsfas. Ett stort antal koncept med olika layout för drivlina genererades. Arbetet har främst innefattat val och placering av elmotorer och växlar, men även placering av kraftelektronik. Koncepten utvärderades efter en framtagen modell. Tre koncept valdes ut för vidarearbete. Dessa koncept konstruerades mer detaljerat, innefattande bland annat dimensioning av växlar och konstruktion av växelmekanismer. Resultatet var att två av koncepten uppfyllde kraven väl och ansågs mycket intressanta för fortsatt arbete. Ett av koncepten har en uppskattad kortare utvecklingstid jämfört med det andra, men båda koncepten ansågs ha stor potential att kunna utvecklas vidare och användas för fler fordon än 8-hjulig SEP. För fortsatt arbete föreslogs att Hägglunds ska arbeta vidare med båda koncepten och påbörja detaljkonstruktion av växlar, motorer och andra komponenter som påverkas av koncepten.

Målen med denna undersökning har varit att studera vilka tekniker som idag finns för att möjliggöra mobil styrning av hemmet och därigenom underlätta elanvändarens roll i en uppgradering av det befintliga elnätet, vilken/vilka tekniker som bör få störst betydelse för framtidens smarta hem, samt hur en implementering av en mobil applikation för fjärrstyrning av hemmet skulle kunna tas fram. Undersökningen har i första hand genomförts genom en omfattande förstudie och informationsinhämtning, genom jämförelser av för- och nackdelar mellan olika nätverkstekniker, samt genom utredande av lämplig utvecklingsmiljö baserat på tillgång till öppet utvecklar API, produkttillgänglighet och support, samt initialkostnad för utvecklingsverktyg och system för testning. Undersökningen har visat att det idag inte finns någon klar vinnare bland nätverksteknikerna på området, även om Zigbee, Z-Wave och Wi-Fi är de starkaste kandidaterna till att vinna stora marknadsandelar. Det är således inte uppenbart att någon teknik kommer att få mycket större utbredning än de övriga då teknikerna istället kan komma att komplettera varandra då de är starka på olika områden. Undersökningen har också visat att som utvecklingsmiljö är det svenska företaget Telldus produktlösning (Tellstick) en relativt billig och enkel produkt att använda för att komma igång med styrning av hemmet, samt att de tillhandahåller två öppna APIer och uppmuntrar tredjepartsutveckling av applikationer för deras system. / The objectives of this study has been to examine the techniques available for enabling home automation via mobile control (for instance via a smartphone) in order to facilitate the user's role in contributing to the upgrade of the present power-grid, but also to treat the matter of which of the techniques that will probably be of most importance for the future of the smart home, and how an implementation of a mobile application for remote home controlling could be developed. The investigation was primarily conducted through a comprehensive feasibility study of information gathering, comparison of the pros and cons of different networking techniques, and investigation of suitable development environments based on the availability of open developer APIs, availability of product solutions and support, and the cost of development tools for both development and system testing. The investigation has shown that there is currently no clear winner among the networking techniques in this area, although Zigbee, Z-Wave and Wi-Fi are the strongest candidates to gain large market shares. There is also no certainty that any technology will play a much greater role than the others since the techniques may complement each other because of their strength in different areas. The investigation also showed that as for a development environment the product solution developed by the Swedish company Telldus (called Tellstick) is relatively cheap and simple to use to get started with home automation, and that they encourage third party development by offering two open APIs for application development.

Dagens bilar är gjorda för långa resor med högt ställda krav på bekvämlighet och komfort. Studier har visat att de flesta resor som görs i Storstockholm är korta, och därför är kravet på prestanda och komfort minimalt. Syftet med detta projekt var att ta fram ett enkelt pendlingsfordon som del av ett hyrsystem. Användaren hyr fordonet vid en station och lämnar av den vid en annan. Fokus har legat på att utveckla en parkeringslösning som spar plats. Att bygga parkeringsstationer i förbindelse med befintlig kollektivtrafik är svårt, och marken i Stockholm är både begränsad och dyr. Efter en omfattande förstudie fastställdes en kravspecifikation som låg till grund för den fortsatta konceptutvecklingen. Det slutgiltiga konceptet blev Electric Commute Vehicle, ett elfordon avsett för personlig transport och pendlingstrafik. Fordonet döptes till X-traffic (Cross-traffic) och har utrustats med en unik parkeringslösning där fordonen packas likt kundvagnar. När fordonen körs in i varandra viks passagerarutrymmet ihop, och därför är det möjligt att parkera fem fordon på två parkeringsrutor. Genom val av fordonskategori har dimension och prestanda begränsats för att passa korta sträckor. Önskade egenskaper hos grundkonstruktionen har granskats och fastställts. Arbetet behandlade även utformning och logistik kring ett hyrsystem. Hyrsystem med fordon och station modellerades i CAD-programmet Solid-Edge, och renderades i renderingsprogrammet Keyshot. Därigenom skapades material till bilder och filmer som användes till rapport, presentation, poster och broschyr. Efter överläggning konstaterades att det slutgiltiga konceptet var lyckat - ett behövligt och funktionellt hyrsystem för elfordon. / Today's cars are designed for long journeys with high demands on convenience and comfort. Studies have shown that most trips around the Greater Stockholm area are short, so the requirement for performance and comfort is minimal. The purpose of this project was to develop a simple commuting vehicle as part of a rental system. The user rents the vehicle at a station and leaves it of at another. The focus has been to develop a parking solution that saves space. To build parking stations in connection with existing public transport is difficult, and the land in Stockholm is both scarce and expensive. Following an extensive feasibility study, a set of requirements were identified and formed the basis for further developing the concept. The final concept was Commute Electric Vehicle, an electric vehicle designed for personal transportation and commuting. The vehicle was named the X-traffic (cross-traffic) and is equipped with a unique parking solution in which the vehicles are packed like shopping carts. The passenger compartment folds together when the vehicles drive into each other, and therefore it is possible to park five vehicles in two parking spaces. The vehicle size and performance has been limited by selecting a vehicle category which suites short distance. Desired characteristics of the basic design has been reviewed and determined. The work also dealt with the design and logistics concerning a rental system. The rental system with vehicles and stations were modeled in the CAD program Solid Edge, and rendered with the rendering program Keyshot. This created materials to images and movies used to report, presentation, poster and brochure. After deliberation, it was concluded that the final concept was a success - a necessary and functional rental system for electric vehicles.

More efficiency heavy-duty vehicles are developed with higher range, updated electronic and mechanical parts. The fuel efficiency and pollution of carbon dioxide need to be lower to achieve new EU regulations. The global population increases with an increased number of heavy-duty vehicles. This, in turn, increases the emission. By taking the electrical and mechanical parts to the next step, the global emission problems can be massively reduced. Electrical machines are the next step towards a cleaner future. The main goal of this study to investigate the electrical machine’s insulation system. Thermo-mechanical stresses due to thermal cycling affect the electrical machines and its sub-components. By using a FEM application with simplified models of the electrical machine, results are obtained and discussed. Specifically, if 2D-models are sufficient enough to represent a 3D-model. How good different 2D-models can represent the 3D-model is compared and discussed in this study. A physical experimental analysis is done to verify and calibrate the FE-models. Which one of the less frequent higher amplitude or more frequent, lower amplitude thermal cycling affects the insulation system most is determined. The simulations could be done with either, coupled-temperature displacement analysis or sequentially coupled analysis. Coupled-temperature displacement is the fastest method to use in the simulation models. A 3D-model is the best way to describe an object and is therefore implemented. Two additional 2D-models are developed for faster computation and to investigate if the models can represent the three-dimensional geometry. All the models have specific boundary conditions to make the models more simplified. Sensitivity studies have been done to determine which parameter affects the induced thermo-mechanical stresses the most. A physical experimental setup is also implemented to validate and calibrate the simulation model. The result of the 3D-model is most accurate when simulating a three-dimensional object. Simulation results have shown that epoxy, one of the main components in the insulation system, is most critical in terms of reaching breakdown first, followed by paper insulation and copper coating. This is a typical result of all three simulation models. Whereas it is concluded that some 2D-models can present the 3D-model, others can’t. The dependent factor is the different cross-section of the electrical machine. The physical experiment shows similar results between simulation in terms of strain at a lower temperature, and the deviation gets larger as the temperature increases. The 3D-model is the model that has the best representation of a real electrical machine as it accounts for all the normal and shear stress components in all directions, but also because it has better boundary conditions compared to the 2D-models. The 2D-model in XY-plane has shown similar results to the 3D-model. One of the main insulation system components, epoxy, is exposed to the highest stresses compared to its yield and ultimate strength, followed by the paper insulation and copper coating. The sensitivity study has concluded that the axial length of the stator does not affect the stress amplitudes. The most critical parameter that affects the thermo-mechanical stresses is the temperature amplitude, the materials CTE and the thickness of the jointed layer. All maximum stress amplitudes of all the components are located at the free end. / Mer effektiva tunga fordon utvecklas med högre räckvidd, uppdaterade elektroniska och mekaniska delar. Bränsleeffektiviteten och föroreningen av koldioxid måste vara lägre för att uppnå nya EU-förordningar. Antalet tunga fordon ökar i takt med att den globala befolkningen ökar, detta leder i sin tur till ökad utsläpp av bland annat koldioxid. Genom att ta de elektriska och mekaniska delarna till nästa steg kan de globala utsläppsproblemen minskas massivt. Elektriska maskiner för framdrivning är nästa steg mot en renare framtid. Studiens huvudmål för att undersöka den elektriska maskinens isoleringssystem. Termomekaniska påfrestningar på grund av termisk cykling påverkar de elektriska maskinerna och dess delkomponenter. Genom att använda en FEM-applikation med förenklade modeller av den elektriska maskinen erhålls och diskuteras resultat. Specifikt om 2D-modeller är tillräckliga för att representera en 3D-modell. Hur tillräckligt de olika 2D-modeller kan representera 3D-modellen jämförs och diskuteras i denna studie. Ett fysiskt experiment utförs för att validera och kalibrera FEA-modellerna. Vilken av de mindre frekventa cykler med högre amplitud eller mer frekventa cyckler med lägre amplitud påverkar isoleringssystemet mest har undersökts. Simuleringarna kan göras med antingen, temperatur kopplad förskjutnings analys eller sekventiellt kopplad analys. Temperatur kopplad kopplad förskjutning är den snabbaste metoden att använda i simuleringsmodellerna. En 3D-modell är det bästa sättet att beskriva ett objekt och har därför implementerats. Ytterligare två, 2Dmodeller är framtagna i FEM-miljö för snabbare beräkning och för att undersöka om 2D-modellerna kan representera den tredimensionella geometrin. Samtliga tre modeller har specifika randvillkor för att förenkla modellerna. Känslighetsstudier görs för att bestämma vilken parameter som påverkar de inducerade termomekaniska spänningarna mest. Ett fysiskt experiment har utförsts för att validera och kalibrera simuleringsmodellerna. Resultatet visar att 3D-modellen representerar ett tre dimensonellt objekt bäst. Simuleringsresultat har visat att epoxy, som är en av huvudkomponenterna i isoleringssystemet, är mest kritisk när det gäller att först nå brott- och sträckgräns, följt av pappersisolering och koppar beläggningen. Detta är ett typiskt resultat av alla tre simuleringsmodeller. Slutsatsen visar att vissa 2D-modeller kan presentera 3D-modellen, andra kan inte. Den beroende faktorn beror på ur vilket tvärsnitt man tittar på den elektriska maskinen. Det fysiska experimentet visar liknande resultat jämfört med simuleringen när det gäller belastning vid en lägre temperatur, och avvikelsen blir större när temperaturen ökar. 3D-modellen, är den modell som har den bästa representationen av en riktig elektrisk maskin eftersom den inkluderar normal- och skjuvspänningskomponenter i alla riktningar. Anledningen är att den har bättre randvillkor jämfört med 2Dmodellerna. 2D-modellen i XY-planet har visat liknande resultat som 3D-modellen. En av huvudkomponenterna i isoleringssystemet, epoxy, utsätts för de högsta spänningarna jämfört med dess sträck- och den brottgräns, följt av pappersisolering och koppar beläggning. Känslighetsstudien har kommit fram till att statorns axiella längd inte påverkar spänningsamplituderna. Den mest kritiska parametern som påverkar de termomekaniska spänningarna är temperatur amplituden, materialens CTE och tjockleken på det skarvade skiktet. Alla maximala spänningsamplituder för samtliga tre komponenter är belägna i den fria änden.

Nanopore sensing is a versatile technique that employs very small openings, known as nanopores, to study biomolecules. The use of nanopores on solid-state membranes has gained attention due to its potential for low-cost and high-throughput sensing of single molecules in liquids. Controlled dielectric breakdown (CBD) is a method for fabricating nanopores in a suspended membrane using computer control, and can be performed in liquid, making it a more practical alternative to traditional techniques that require specialized equipment and high vacuum. Multilevel Pulse-Voltage Injection (MPVI) is a variant of CBD that allows for better control over the size and shape of the nanopore being fabricated. The main focus of this research is to develop electrical techniques for fabricating sub-10 nm solid-state nanopores in silicon nitride and graphene membranes, and to study the characteristics of the resulting nanopores. Two different MPVI schemes were implemented for fabricating nanopores in silicon nitride. The MPVI technique for Scheme 1 sets two thresholds to check if a pore is formed or not. Scheme 2 was developed by adding a threshold in order to avoid extra pore enlargement. For nanopores on a silicon nitride membrane with a 23 nm deep hole, the ratio of sub-20 nm pores improved from 20 % (Scheme 1) to around 90 % (Scheme 2). Additionally, the ratio of sub-10 nm nanopores via Scheme 2 was around 70 %. For nanopores on a silicon nitride membrane damaged by a single femtosecond laser pulse, 50 % of the fabricated nanopores via Scheme 2 were sub-10 nm. For bi-layer graphene membranes, the electrochemical reaction (ECR) technique was used to fabricate nanopores, resulting in three nanopores with diameters of 6.4, 5.9, and 1.2 nm. The nanopores on all types of membranes were enlarged using MPVI of Scheme 1, resulting in a successful increase in pore size by 0.1 to 1 nm. Finally, DNA translocation experiments were conducted to verify the suitability of the fabricated nanopores. DNA translocation events were observed using fabricated nanopores on two types of silicon nitride membranes. They are not observed for the graphene nanopore. / Nanopor-avkänning är en mångsidig teknik som använder mycket små öppningar, så kallade nanoporer, för att studera biomolekyler. Användningen av nanoporer på fasta membran har fått uppmärksamhet tack vare dess potential för detektering av enstaka molekyler i vätskor, till lågt pris och med kort genomloppstid. Kontrollerad dielektrisk nedbrytning (CBD) är en metod för att tillverka nanoporer i ett suspenderat membran med hjälp av datorstyrning som kan utföras i vätska, vilket gör den till ett mer praktiskt alternativ till traditionella tekniker som kräver specialiserad utrustning och högt vakuum. Multilevel Pulse-Voltage Injection (MPVI) är en variant av CBD som möjliggör bättre kontroll över storleken och formen på nanoporen som tillverkas. Huvudfokus för denna forskning är att utveckla elektriska tekniker för att tillverka sub-10 nm fasta nanoporer i kiselnitrid och grafenmembran, och att studera egenskaperna hos de resulterande nanoporerna. Två olika MPVI-metoder implementerades för tillverkning av nanoporer i kiselnitrid. MPVI-tekniken i Metod 1 sätter två tröskelvärden för att: kontrollera om en por bildas eller inte, samt för att kontrollera porstorleken. Metod 2 utvecklades genom att lägga till ytterligare ett tröskelvärde för att undvika extra porförstoring. För nanoporer på ett kiselnitridmembran med ett 23 nm djupt hål förbättrades förhållandet mellan porer under 20 nm från 20 % (Metod 1) till cirka 90 % (Metod 2). Dessutom var förhållandet mellan nanoporer under 10 nm med Metod 2 cirka 70 %. För nanoporer på ett kiselnitridmembran som skadats av en femtosekundlaserpuls, även om en nanopor med en diameter under 5 nm inte tillverkades, var 50 % av de tillverkade nanoporerna via Metod 2 under 10 nm. För tvåskiktsgrafenmembran användes den elektrokemiska reaktionstekniken (ECR) för att tillverka nanoporer, vilket resulterade i tre nanoporer med diametrar på 6,4; 5,9 och 1,2 nm. Nanoporerna på alla typer av membran förstorades med MPVI i Metod 1, vilket resulterade i en framgångsrik förstoring av porstorleken med 0,1 till 1 nm. Slutligen genomfördes experiment med DNA-translokation för att verifiera lämpligheten av de tillverkade nanoporerna. DNA-translokationshändelser observerades med hjälp av tillverkade nanoporer på två typer av kiselnitridmembran. De observeras inte för grafen-nanoporen.

On the path towards the commercialisation of wave energy, there are still certaindevelopmental challenges to be tackled by industry and academia. One of these challengesis the grid integration of wave farms along with the development of the offshore electricalnetworks for the farms. These networks are distinct from those of offshore wind farms oncertain features – connection layouts, electrical interface equipment (subsea connectors),power ratings and cable lengths amongst many others. These differences apart from somechallenges unique to wave farms make the corresponding research attractive.CorPower Ocean AB has been developing a 250 𝑘𝑊 point-absorber type Wave EnergyConverter (WEC) and the thesis investigates the afore-mentioned challenges with a stagewiseanalysis of wave farms comprising the CorPower WECs. Prior research on electricalnetworks for CorPower WECs is limited and in this regard the objective is to gain apreliminary insight into the electrical architecture of a pre-commercial wave farm.Furthermore, the entire study is based at the wave test site of the European Marine EnergyCentre (EMEC).Analysis of network architecture and operational constraints resulted in 4 networkvariants for the farm ratings of 2 𝑀𝑊 and 10 𝑀𝑊. Three of the variants are applied to a2 𝑀𝑊 farm and are subjected to a varied analysis after which the standout variant is chosenfor subsequent modelling and analysis in the form of a 10 𝑀𝑊 farm. The comparativeanalysis includes an investigation into the capital expenditure (CAPEX), the associatedcost uncertainty, technology readiness level (TRL) of the electrical components andnetwork efficiency.Dynamic modelling and simulation of the networks is then performed on DIgSILENTPowerFactory to provide the network efficiency and voltage quality parameters includingstep voltage change, operational voltage limits and voltage flicker. The voltage quality ofthe modelled networks at the connection point are largely found to be compliant to theUK Distribution Code, applicable at the EMEC site. But, the same could not be said for theresults at some of the internal points of the electrical networks of the wave farms as thevoltage levels at certain terminals were found to be on the higher side.From the results of the thesis, a greater understanding of the compatibility of variants fora 2 𝑀𝑊 farm and 10 𝑀𝑊 farm of 250 𝑘𝑊 point-absorber WECs, has been obtained.Overall, it is believed that the thesis has contributed to the growing reservoir ofinformation on offshore electrical networks of wave farms and the corresponding gridintegration issues. / På vägen mot kommersialisering av vågenergi finns det fortfarande vissautvecklingsutmaningar som måste hanteras av industrin och akademin. En av dessautmaningar är grid integrationen av våg farmar tillsammans med utvecklingen av deoffshore elnäten för gårdarna . Dessa nätverk skiljer sig från de vindkraftverk som finns påvissa områden - anslutningslayouter, elektrisk gränssnittsutrustning (subsea-kontakter),effektvärden och kabellängder bland många andra. Dessa skillnader förutom vissautmaningar som är unika för våg farmar gör att motsvarande forskning attraktiv.CorPower Ocean AB har utvecklat en punktabsorberande Wave Energy Converter (WEC)på 250 𝑘𝑊 och avhandlingen studerar på de ovan nämnda utmaningarna med en stegvisanalys av våg anläggningar som omfattar CorPower WEC. Tidigare forskning på elnät förCorPower WEC är begränsad och målet är att få en preliminär inblick i den elektriskaarkitekturen hos en kommande kommersiell våggård. Dessutom är hela studien baseradpå vågtestplatsen för European Marine Energy Center (EMEC).Analys av nätverksarkitektur och operativa begränsningar resulterade i 4nätverksvarianter för gårdarna på 2 MW och 10 𝑀𝑊. Tre av varianterna appliceras på en2 𝑀𝑊 gård och utsätts för en varierad analys varefter den utmärkbara varianten väljs förefterföljande modellering och analys i form av en 10 𝑀𝑊 gård. Den jämförande analyseninnefattar en undersökning av kapitalkostnaderna (CAPEX), associeradkostnadsosäkerheten, teknologis mognadsgrad (TRL) för de elektriska komponenternaoch nätverkseffektiviteten.Dynamisk modellering och simulering av nätverket utförs sedan på DIgSILENTPowerFactory för att tillhandahålla nätverkseffektivitet och spänningskvalitetsparametrarinklusive stegspänningsbyte, driftsspänningsgränser och spänningsflimmer.Spänningskvaliteten hos nätverket vid anslutningspunkten är i stor utsträckning befunnitatt överensstämma med den brittiska distributionskoden, som är tillämplig på EMECplatsen.Detsamma kunde inte sägas om resultaten på några av de inre punkterna ielnätens våg farmar, eftersom spänningsnivåerna vid vissa terminaler befanns vara på dethögre sidan.Av avhandlingens resultat har en större förståelse erhållit för varianternas kompatibilitetför en 2 𝑀𝑊 gård och 10 𝑀𝑊 gård med 250 𝑘𝑊 punktabsorberande WEC. Generellt ärdet troligt att avhandlingen har bidragit till den växande information om offshore elnät avvåg farmar och motsvarande grid integrationsfrågor.

The automotive industry is currently traversing through the electrification wave. Numerous manufacturers are directing focus to electrify their lineup and reduce emissions. In the frontier of heavy duty diesel trucks, electrification of auxiliary units remains an unexplored potential. An optimized cooling system functioning in sync with a controllable electric coolant pump attempts to reduce parasitic losses and emissions. The cooling flow requirements in challenging conditions may also be fulfilled. Although electric coolant pumps are found increasingly in passenger cars, the implication of independently operating them in a heavy duty diesel truck is an important objective to be explored. The purpose of this project is to generate different cooling system layouts coupled with electrical coolant pumps. The performance of these layouts is compared with the volume flows in a standard cooling system. Refined layouts which fulfill the cooling system requirements are chosen for verification. 1-D Simulation is used to correlate and verify the trends of the test rig data. The results show an adequate gain in the total volume flow across distinct layouts with the electric coolant pumps. However, numerous challenges are required to be overcome. / Bilindustrin befinner sig mitt i en våg av elektrifiering. Flertalet tillverkare fokuserar på att elektrifiera sitt produktutbud och att minska utsläppen. Inom forskningen kring tunga transporter med dieseldrivna lastbilar, är elektrifiering av kylsystemet ett outforskat område. Ett optimerat kylsystem som är reglerbart med en elektrisk kylvätskepump skulle potentiellt kunna minska energiförluster och utsläpp. Kravet på flödet av kylvätska vid utmanande driftsfall skulle också kunna bli bättre uppfyllda än för dagens system. Trots att det blir allt vanligare att personbilar har elektriska kylvätskepumpar, så har det inte utforskats vad det innebär att ha reglerbara elektriska kylvätskepumpar i dieseldriva lastbilar. Därför är detta ett viktigt område att utforska. Målet med detta projekt är att skapa olika kylsystemskoncept, där den elektriska kylvätskepumpen är en systemkomponent. Prestandan hos dessa principlösningar jämförs sedan med volymflödet i ett standard kylvätskesystem. Koncept som uppfyller kraven för kylvätskesystemet kommer att bli utvalda för vidare verifiering. 1-D simuleringar används för att hitta samband och verifiera mot trenderna som hittas i resultat från en testrigg. Resultaten visar en förbättring i det totala volymflödet för flera av lösningarna, som har en elektrisk kylvätskepump. Men det finns fortfarande flera utmaningar som behöver övervinnas.

The adjustment of the vertical tilt angle of Base Station (BS) antennas, also known as Remote Electrical Tilt (RET) optimization, is a simple and efficient method of optimizing modern telecommunications networks. Reinforcement Learning (RL) is a machine learning framework that can solve complex problems like RET optimization due to its capability to learn from experience and adapt to dynamic environments. However, conventional RL methods involve trial-and-error processes which can result in short periods of poor network performance which is unacceptable to mobile network operators. This unreliability has prevented RL solutions from being deployed in real-world mobile networks. In this thesis, we formulate the RET optimization problem as a Safe Reinforcement Learning (SRL) problem and attempt to train an RL policy that can offer performance improvement guarantees with respect to an existing baseline policy. We utilize a recent SRL method called Safe Policy Improvement through Baseline Bootstrapping (SPIBB) to improve over a baseline by training an RL agent on a offline dataset of environment interactions gathered by the baseline. We evaluate our solution using a simulated environment and show that it is effective at improving a tilt update policy in a safe manner, thus providing a more reliable RL solution to the RET optimization problem and potentially enabling future real-world deployment. / Justeringen av den vertikala lutningsvinkeln hos basstationens antenner, även kallad Remote Electrical Tilt (RET) optimering, är en enkel och effektiv metod för att optimera moderna telenät. Förstärkningsinlärning är en maskininlärningsram som kan lösa komplexa problem som RET-optimering tack vare dess förmåga att lära sig av erfarenhet och anpassa sig till dynamiska miljöer. Konventionella förstärkningsinlärning metoder innebär emellertid försök och felprocesser som kan leda till korta perioder av dålig nätverksprestanda, vilket är oacceptabelt förmobilnätoperatörerna. Denna otillförlitlighet har hindrat förstärkningsinlärning lösningar från att användas i verkliga mobila nätverk. I denna hypotes formulerar vi problemet med RET-optimering som ett problem med Säker Förstärkningsinlärning(SF) och försöker utbilda en förstärkningsinlärning policy som kan erbjuda garantier för förbättrad prestanda i förhållande till en befintlig grundläggandepolicy. Vi använder en nyligen genomförd SF-metod som kallas Safe PolicyImprovement by Baseline Bootstrapping (SPIBB) för att förbättra en baslinje genom att utbilda en förstärkningsinlärning agent på en offlinedatabaserad datamängdmed miljöinteraktioner som samlats in vid baslinjen. Vi utvärderar vår lösning med hjälp av en simulerad miljö och visar att den är effektiv när det gäller att förbättra politiken för tippuppdatering på ett säkert sätt, vilket ger en mer tillförlitligförstärkningsinlärning lösning på problemet med RET-optimering och eventuellt möjliggör framtida realglobal driftsättning.