På uppdrag av Trafikverket har denna rapport syftet att ge en rekommendation baserat på jämförelse av nuvarande standarden IEC 60870-5-104 och den alternativa standarden IEC 61850. Studien jämför IEC 61850 och IEC 60870-5-104 och skillnader mellan dessa två standarder utifrån olika områden som kommunikation, säkerhet samt ekonomiska aspekter. I arbetets teoridel behandlas elnätet och hur elstationer i allmänhet fungerar utifrån kommunikationsprotokollen och hur systemen kommunicerar med andra enheter. Resultatet av arbetet visar att standarden IEC 61850 erbjuder stora möjligheter och fördelar i samtliga aspekter, och har även en utvecklingspotential. Med kommunikationsprotokollet IEC 61850 erhålls mer information i form av feltyp, direkta mätningar och styrning på kontrollanläggningar. Dock finns det en komplexitet i IEC 61850 som kan kräva större anpassningar för att ersätta tidigare protokoll på anläggningar vid byte. Utifrån säkerhetsaspekten uppvisar IEC 61850 styrka bland annat gällande skydd av integritet och konfidentialitet. Sammantaget visar arbetet att det finns stor fördel att använda sig av IEC 61850 vid framtida tillämpningar utifrån examensarbetets resultat / On behalf of the Swedish Transport Administration (Trafikverket), this report aims to provide a recommendation based on a comparison of the current communication protocol standard IEC 60870-5-104 and the alternative standard IEC 61850. This study compares IEC 61850 and IEC 60870-5-104 and differences between these two standards based on different areas such as communication, security and economic aspects. In the theoretical part of this thesis, the electricity grid is treated and how electricity stations generally work based on the communication protocols and how the systems communicate with other devices. The result of the thesis shows that the standard IEC 61850 offers great opportunities and advantages in all aspects and has a potential for development. With the communication protocol IEC 61850, more information is obtained in form of error type, direct measurements and control at control plants. However, there is a complexity in IEC 61850 which may require major adaptations to replace previous protocols on plants when changes are needed. Based on the safety aspect, IEC 61850 shows strength among other things regarding protection of privacy and confidentiality. Overall, the work shows that there is a great advantage of applying IEC 61850 in future use based on this thesis results.

We have come a long way in the pursuit of reducing our carbon footprint from our way of living, bycontinuously development of batteries and charging infrastructure for electric vehicles to decrease thedemand for fossil fuels, improving the overall energy efficiency and to increase awareness of the problemto the population. One of the industries, that during the last decades has undergone vast improvements,is the development of the airplane engines due to increased emission regulations, for the aviationindustry, and to reduce the costs of air travel. Despite tighter regulations, global impact from travellingby air is increasing due to the explosive increase in number of travels and travellers. In order to copewith the situation, it is of course necessary to further develop fuel and emission effective airplanes, butalso to study the whole chain of emission sources correlated to the air transport industry. So, whilewaiting for improved airplanes there are well known emission effective technologies that can beimplemented already today – implement electric vehicles as support vehicles at airports.Today, and throughout history, most of the focus of air travel has been on the airplane itself. This thesis,that was carried out at KTH Royal Institute of Technology during late spring and autumn 2018, didinstead study the support vehicles used in airports. In this thesis, a generic economic model wasdeveloped in order to estimate the costs involved when replacing traditionally vehicles to suggestedelectrically propelled alternatives. To test and support the development of an economic model, a casestudy has been carried out at Stockholm Arlanda Airport. This case study included a field study to thementioned airport, and in combination with interviews with former employees from one of the groundhandling companies that are currently active in the airport. Raw data was collected over the equipmentand vehicles currently in use. This data was used to describe the vehicles purpose, requirements and toensure that the alternative electric vehicles proposed would offer at least the same performance as thetraditional vehicles. The developed generic economic model was modulated with five stages thatrepresented a selection of input parameters. The collected data became a result in itself and was used asinput to three concurrent theses.The results from the five stages presents the costs during an investment period of between of one tofifteen years. One of the most significant result could be seen from Stage V. This stage showed that thecombined cost to replace all vehicles currently used, with either all new diesel vehicles or electricalternative vehicles, are lower for electric vehicles than for diesel vehicles. Another significant resultcould be seen from the investigation of Stage IV, Stage IV-B, were the model was modulated to representthe case of replacing a vehicle. The results showed that the Letter and Cargo procedures, that travel thefarthest and has the highest fuel consumption of the investigated vehicles, had negative costs throughthe whole investment period. This means that the expenses will always be lower when these vehicles arereplaced. The model was validated through a sensitivity analysis, performed on the discount rates,depreciation rates and as well as costs for battery replacement during the depreciation period. / Vi har kommit långt i vår strävan att minska vårt koldioxidavtryck genom vårat sätt att leva, genom attkontinuerligt utveckla batterier och laddningsinfrastruktur för elfordon med syftet att minskaefterfrågan på fossila bränslen, förbättra den totala energieffektiviteten och öka befolkningensmedvetenhet om problemet. En av de branscher, som under de senaste decennierna har genomgått storaförbättringar, är utvecklingen av flygplansmotorer och regler för flygplan. Men eftersom antaletflygresenärer fortsätter att öka årligen krävs ytterligare arbete för att förbättra den totala effektivitetenoch minska det negativa globala avtrycket från flygresor. Medan väntan på att morgondagens flygplanska utvecklas så finns det teknik som redan kan appliceras idag – elfordon.I dag, och genom historien, har det mesta av all fokus för flygresor varit på flygplanen själva. Dettaexamensarbete, som genomfördes på KTH, Kungliga Tekniska Högskolan, under den senare delen avvåren och hösten 2018, utredde istället de fordon som omger ett flygplan, under den tid flygplanet stårstilla på en flygplats. Under denna uppsats utvecklades en generisk ekonomiskmodell, med syftet attestimera kostnaderna att ersätta och använda elfordon istället för de nuvarande fordonen. För attutveckla den ekonomiska modellen genomfördes en fallstudie på Stockholm Arlanda Airport.Fallstudien innehöll en fältundersökning till den nämnda flygplatsen, och i kombination med intervjuermed tidigare anställda från ett av de marktjänstföretag som är verksamma på flygplatsen, insamladesrådata om vilken utrustning och fordon som vid tillfället användes. Denna data användes för att beskrivafordonens syfte, vilka krav som ställs på fordonen. Detta var för att säkerställa att det valda elfordonetkunde utföra uppgiften. Den utvecklade generiska ekonomiska modellen modulerades med fem steg,som representerade vilka indataparametrar som bör väljas. De insamlade uppgifterna blev ett resultat isig och användes som indata till tre samtidiga avhandlingar.Den generiska modellen resultat presenterade kostnaderna från de fem stegen under en varierandeinvesteringsperiod på ett till femton år. Ett av de viktigaste resultaten var från Steg V, som visade attden sammanlagda kostnaden för att ersätta alla de fordon som för närvarande används, med antingenalla nya dieselfordon eller elektriska alternativa fordon, är lägre för elfordon än för dieselfordon. Detandra betydande resultatet kommer från undersökningen av Steg IV, Steg IV-B. I Steg IV-B moduleradesmodellen i syfte att representera scenariot då ett fordon ska ersättas, där Letter och Cargo procedurernavar de som färdades längst och även har den högsta bränsleförbrukningen utav de undersökta fordonen,hade en negativ kostnad under hela investeringslängden. Detta betyder att kostnaderna alltid är lägre,om fordonet ersätts. Modellen har validerats med hjälp utav en känslighetsanalys som utfördes pådiskonteringsräntan, avskrivningssatsen och kostnader för ersättningsbatterier.

In the current development work conducted at BAE Systems Hägglunds AB's electronics department, there are often long lead times from started projects to finished electronic units. This means that it is necessary to take a new approach to development in order to meet changing specifications and new interfaces. To mitigate the risks in design and interfaces, testing of the system needs to start as early as possible. Against the given background, the aim of the project is to develop and evaluate a modular concept for different Input/output (I/O) interfaces between a carrier board and modules. The modular concept where developed using Altium Designer and through schematic design and PCB design the designs was developed for the intended concept regarding modularization. To test the connections between the carrier board and modules and to get a visual picture over how it could look, Altium designers Multi-board Assembly function where used. By analyzing the boundaries between the carrier board and I/O-modules, new limitations were discovered in the contact surfaces between them. The focus turned to improve the existing carrier board by replacing the existing connectors with more modular alternative connectors that better fits the intended concept of the modularity in the I/O-modules. Three different alternatives for the current carrier board were evaluated and the alternative that is the best for modularization is to change the connectors on the current carrier board. The design of the I/O-modules are based on the already existing I/O designs and the I/O-modules designed were Digital Input (DIP) and Digital Output (DOP). The results that emerged during the project are as follows: The designed I/O-modules follow a relationship-based design to produce a combination of the different circuit solution already available at BAE Systems. The circuits DIP and DOP are the most common I/O-interfaces in use and the focus was to develop modules for these. In order to achieve the optimal modularity with respect for the intended concept, the current design of the carrier boards need to change to meet the intended concept regarding modularization. / I det nuvarande utvecklingsarbetet som bedrivs på BAE Systems Hägglunds ABs elektronikavdelning finns det ofta långa ledtider från påbörjade projekt till färdiga elektronikenheter. Detta leder till att omtag i utvecklingen blir nödvändigt för att kunna möta ändrade specifikationer och nya gränsytor. För att mitigera risker i design och gränsytor behöver testning av systemet påbörjas så tidigt som möjligt. Projektet syftar mot den givna bakgrunden att ta fram och utvärdera ett modulärt koncept för olika Input/Output (I/O) gränssnitt mellan bärarkort och moduler. Det modulära konceptet utvecklades i Altium Designer och genom schemaritning och PCB design utvecklades designerna för det tänkta konceptet gällande modularisering. För att testa anslutningar mellan bärarkort och modul och samtidigt få en visuell bild över hur resultatet kan se ut, användes Altium Multi-board Assembly. Genom att analysera avgränsningar mellan bärarkort och I/O-modul upptäcktes nya begränsningar i kontaktytorna mellan dem. Fokus hamnade på att förbättra det befintliga bärarkortet genom att byta ut de befintliga kontakterna till mer modulära kontakter som passar det tänkta konceptet för I/O-modulernas modularitet. Tre olika alternativ för det nuvarande bärarkortet togs upp och det alternativ som är bäst sett till Modularisering är att ändra de kontakter som finns på det nuvarande bärarkortet. Designen av I/O-modulerna utgick ifrån de redan befintliga kretslösningar som finns framtagen och de I/O-moduler som designades var Digital input (DIP) och Digital Output (DOP). De resultat som kom fram genom projektet är följande: De I/O-moduler som framställts följer en relationsbaserad design för att framställa en kombination av de olika kretslösningar som redan finns framtagen av BAE Systems. Kretsarna DIP och DOP är de vanligaste I/O-gränssnitten som används och fokus blev att ta fram moduler för dessa. För att uppnå optimal modularitet med anseende på det tänkta konceptet behöver den nuvarande designen av bärarkortets kontakter ändras för att kunna möta den optimala modulariteten för det tänkta konceptet.

The ITEA3 OpenCPS (Open Cyber-Physical System Model-Driven CertifiedDevelopment) project focuses on interoperability between the Modelica/UnifiedModeling Language (UML)/Functional Mock-up Interface (FMI) standards, improved(co-)simulation execution speed, and verified code generation. The project aims to developa modeling and simulation framework for cyber-physical and multi-domain systems. Oneof the main use cases for the framework, is the multi-domain equation-based modelingand simulation of detailed gas turbine power plants (including the explicit equation-basedmodeling of turbomachinery dynamics) and the electrical power grid.In this work, UML class diagrams based on the Common Information Model (CIM)standard are used to describe the semantics of the electrical power grid. An extension basedon the standard ISO 15926 has been proposed to derive the multi-domain semanticsrequired by the models that integrate the electrical power grid with the detailed gas turbinedynamics.Furthermore, the multi-domain physical modeling and simulation Modelica language hasbeen employed to create the equation-based models of the use case of this project. Acomparative analysis between the Single-Domain and Multi-Domain model responses hasbeen performed both in time and frequency. The results show some interesting differencesbetween the turbine dynamics representation of the commonly used GGOV1 standardmodel and the less simplified model of a gas turbine.Finally, the models from each domain can be exchanged between two differentstakeholders by means of Functional Mock-Up Units (FMUs), defined by the FMIstandard. Promising test results were obtained with different simulation tools that supportthe standard, which demonstrates the feasibility of exchanging unambiguous multi-domainmodels with a detailed gas turbine representation. This shows the potential of the FMIstandard for manufacturers to exchange equation-based multi-domain models, while at thesame time protecting their intellectual property. / Projektet ITEA3 OpenCPS (Öppen, certifierad modelldriven utveckling för cyberfysiskasystem) fokuserar på interoperabilitet mellan standarderna för Modelica, Unified ModelingLanguage (UML) och Functional Mock-up Interface (FMI), förbättring av tidsåtgångenför (sam-)simulering, samt verifierad kodgenerering. Projektet syftar till att utveckla enplattform för modellering och simulering av cyberfysiska system och system somrepresenteras av olika sorters fysikaliska modeller (eng. multi-domain modeling). Ett av defrämsta användningsområdena för plattformen är ekvationsbaserad modellering ochsimulering av detaljerade gasturbinmodeller i elkraftverk (inklusive explicitekvationsbaserad modellering av dynamiken mellan termiska och roterande komponenter)som är sammankopplade med kraftsystemet.I detta examenarbete används klassdiagram i UML baserade på standarden för CommonInformation Model (CIM) och komponentdiagram från SysML för att beskrivakraftsystemet. En utvidgning baserat på ISO 15926-standarden föreslås för att härledasemantiken för modeller som integrerar både kraftsystemet och detaljerad dynamik förgasturbiner.Vidare så har Modelica, ett språk för modellering och simulering av olikartade fysikaliskasystem, utnyttjats för att skapa ekvationsbaserade modeller som utvecklats i detta projekt.En komparativ analys har genomförts för en detaljerad modell med termodynamik och enförenklad modell genom undersökning av både frekvenssvar och tidssimuleringar.Resultaten visar att skillnader uppstår mellan den detaljerade modellen och den ikraftsystemsammanhang allmänt använda modellen GGOV1, vilket kan förklaras medförenklingar i den snareSlutligen kan modeller från olika fysikaliska domäner utbytas mellan intressenter med s.k.Functional Mock-Up Units (FMU-enheter), som definieras av FMI-standarden. Lovanderesultat uppnåddes med simuleringsverktyg som stöder FMI-standarden vilket visarmöjligheten till ett otvetydigt utbyte av detaljerade gasturbinmodeller och elkraftsmodeller.Detta visar potentialen i FMI-standarden för modellutbyte mellan olikamodelleringsdomäner, vilket skulle kunna låta tillverkare att dela ekvationsbaserademodeller utan att ge upp immateriella tillgångar.

To investigate the relationship between the structural characteristics of rough single fracturesand the electrical properties of the rock. In this study, a series of physical models of roughand smooth single fractures were established using the finite element method and Ohm's lawto test the electrical conductivity. By varying the distance between the fracture surfaces, arange of individual fractures with different surface roughness characterized by the relativestandard deviation (RSD) was generated using COMSOL Multiphysics software.Subsequently, the intensity of current passing through the fractures and the influence of roughsurfaces on rock electrical properties were monitored. Numerical simulations demonstrated anon-linear relationship between the current intensity through the models and the RSDroughness, with the equivalent resistivity of the fractured rock increasing with higher RSDvalues. As the RSD roughness increased, the difference in equivalent resistivity betweenrough and smooth fractures also increased, indicating a greater impact of rough surfaces onelectrical properties. The equivalent resistivity of the rock model was 1.05-1.45 times that ofthe parallel plate model with same average aperture. The novelty of this study lies in directlyinvestigating the relationship between roughness of single fractures and rock electricalproperties in three-dimensional, providing insights for understanding the electrical behaviorof rock fractures. / För att undersöka sambandet mellan strukturella egenskaper hos ojämna enkelstrålar och deelektriska egenskaperna hos bergarten. I denna studie etablerades en serie fysiska modeller avojämna och jämna enkelstrålar genom att använda finita elementmetoden och Ohms lag föratt testa elektrisk ledningsförmåga. Genom att variera avståndet mellan strålytornagenererades en rad individuella strålar med olika ytjämnhet som karakteriseras av relativstandardavvikelse (RSD) med hjälp av COMSOL Multiphysics-programvara. Därefterövervakades intensiteten av ström som passerade genom strålarna och inflytandet av ojämnaytor på bergens elektriska egenskaper. Numeriska simuleringar visade på ett icke-linjärtsamband mellan strömintensiteten genom modellerna och RSD-ytjämnheten, där denekvivalenta resistiviteten hos den spruckna bergarten ökade med högre RSD-värden. NärRSD-ytjämnheten ökade, ökade även skillnaden i ekvivalent resistivitet mellan ojämna ochjämna strålar, vilket indikerar en större påverkan av ojämna ytor på de elektriskaegenskaperna. Den ekvivalenta resistiviteten hos bergmodellen var 1,05–1,45 gånger högreän den hos parallellplattanmodellen med samma genomsnittliga apertur. Nyheten i dennastudie ligger i att direkt undersöka sambandet mellan ytjämnheten hos enkelstrålar ochbergens elektriska egenskaper på en tredimensionell skala, vilket ger värdefulla insikter föratt förstå det elektriska beteendet hos bergstrålar och ytterligare förbättra modeller.

The integration of distributed energy sources and systems is of high relevance for the transition towards a more sustainable energy system. Taking into consideration the  amount of emissions produced by the heating sector, which account for at least half of the energy demand in buildings, district heating systems have the potential to play a key role in the transition, by enabling the integration of various energy sources and provide flexible energy services to the grid. The objective of this research is to evaluate the potential for flexible sector coupling between the electrical and heating sectors, utilizing thermal energy storage alongside various heat generation units, including heat pumps and a combined heat and power (CHP) unit. To examine this concept, we used a district heating facility located in Oskarshamn, Sweden, as our case study. At present, the production mix at this facility comprises various production units- that utilize mainly biomass as their fuel source, including wood pellets, wood chips, and occasionally, bio-oil. Extensive research was conducted to review the existing literature and gain a comprehensive understanding of the technologies and concepts associated with FSC. This thorough examination allowed for a comprehensive overview of the current state-of-the-art in FSC. As the main contributions of this work, two numerical models respectively for production and dispatch optimization were developed and simulated complementary, concerning the thermal and electrical system of the studied plant. A dispatch model was developed with the aim of analyzing the operating behaviour of the system, identifying the available energy sources and optimizing their hourly dispatch. Subsequently, utilizing the open-access tool for capacity and investment optimization (OSeMOSYS), various scenarios were examined to evaluate the potential of thermal energy storage (TES), where a water tank was found to be the most cost-effective solution, and heat pump integration in enhancing the plant performance and providing flexibility. The study was divided into two distinct time periods. The first period focused solely on hourly dispatch optimization until 2035. In the second period, the analysis extended to include investment optimization, followed by the subsequent dispatch optimization until 2050, hence, using both tools. To effectively compare and assess the different scenarios, several key performance indicators (KPIs) were chosen, including the levelized cost of energy (LCOE), capital expenditure (CAPEX), generation costs, and emissions. These scenarios were designed to account for variations in crucial variables such as electricity prices, the plant’s self-consumption potential, and the capital cost of storage. By considering the aforementioned factors, a comprehensive analysis was conducted to determine the optimal approach for maximizing performance and cost-effectiveness. It is important to mention that the electrical self-consumption within the plant was considered as one of the potential improvements. While the potential for electrical self-consumption was mainly studied on a shorter-term, the variability in the capital cost of the TES system was better considered on the long-term investment analysis. From the different simulations, the cases where self-consumption is included result in smaller operating costs, as producing electricity via the CHP unit of the plant is cheaper on average than the prices offered by the local distribution company. The obtained capacities for TES and the heat pump vary among the studied scenarios. Higher electricity prices favor investments in alternative fuel boilers like wood chips or wood pellets, while lower electricity prices result in increased TES capacities and higher heat pump production. The capital cost of storage also determines the capacity chosen for the storage water tank, sometimes investing a bit more to gain efficiency and reduce operational costs. Throughout the project, various sustainability aspects have been addressed. These encompass environmental responsibilities, with a focus on reducing CO2 emissions, enhancing social equity by implementing a more efficient heating system within the municipality, and assessing the economic viability of these initiatives. In conclusion, the study provides evidence and showcases the viability of implementing FSC in Oskarshamn’s power plant, as results from the different scenarios commonly show that FSC could bring down the total costs, as well as the amount of CO2 emissions on a long-term basis. Based on the findings, additional recommendations are proposed to optimize the plant’s performance and leverage the potential of this innovative approach. The proposed recommendations include increasing the time resolution in the model simulations to improve result accuracy and exploring different scenarios, which may involve considering various electricity or fuel price predictions, among other factors. / Integreringen av distribuerade energikällor och energisystem är av stor betydelse för övergången till ett mer hållbart energisystem. Med hänsyn till det utsläpp från värmesektorn, som står för minst hälften av energibehovet i byggnader, har fjärrvärmesystem potential att spela en nyckelroll i omställningen genom att möjliggöra integrering av olika energikällor och tillhandahålla flexibla energitjänster till nätet. Syftet med denna forskning är att utvärdera Potentialen för flexibel sektorkoppling (FSC) mellan el- och värmesektorerna, med hjälp av termisk energilagring tillsammans med olika värmeproduktionsenheter, inklusive värmepumpar och en kombinerad kraftvärmeproduktion (CHP). För att undersöka detta koncept, använde vi en fjärrvärmeanläggning i Oskarshamn, Sverige, som vår fallstudie. För tillfället består produktionsmixen vid denna anläggning av olika produktionsenheter som huvudsakligen använder biomassa som bränslekälla, inklusive träpellets, träflis och ibland bioolja. Omfattande forskning genomfördes för att granska den befintliga litteratur och få en heltäckande förståelse för de tekniker och koncept som är förknippade med FSC. Denna grundliga undersökning möjliggjorde en omfattande översikt av det aktuella kunskapsläget inom FSC. Som de viktigaste bidragen i detta arbete utvecklades och simulerades två numeriska modeller för produktions- respektive leveransoptimering, som berör det termiska och elektriska systemet i den studerade anläggningen. En fördelningsmodell utvecklades i syfte att analysera systemets driftsbeteende, identifiera tillgängliga energikällor och optimera deras fördelning per timme. Med hjälp av det verktyget med öppna tillgång (open-aceess) för kapacitets- och investeringsoptimering (OSeMOSYS) undersöktes därefter olika scenarier för att utvärdera potentialen för termisk energilagring (TES), där en vattentank visade sig vara den mest kostnadseffektiva lösningen, och integration av värmepumpar för att förbättra anläggningens prestanda och ge flexibilitet. Studien var uppdelad i två olika tidsperioder. Den första perioden fokuserade enbart på optimering av timfördelning fram till 2035. Under den andra perioden utvidgades analysen till att omfatta investeringsoptimering, följt av efterföljande optimering av driften fram till 2050, vilket innebär att båda verktygen användes. För att effektivt kunna jämföra och bedöma de olika scenarierna valdes flera viktiga nyckelprestandaindikatorer (KPI:er), inklusive den nivellerade energikostnaden (LCOE), kapitalinvesteringar (CAPEX), produktionskostnader och CO2 utsläpp. Dessa scenarier utformades för att ta hänsyn till variationer i viktiga variabler som elpriser, anläggningens självkonsumtionspotential och kapitalkostnaden för lagring. Med hänsyn till de ovan nämnda faktorerna genomfördes en omfattande analys för att fastställa den optimala metoden för att maximera prestanda och kostnadseffektivitet. Det är viktigt att nämna att den elektriska självförbrukningen inom anläggningen betraktades som en av de potentiella förbättringarna. Medan potentialen för elektrisk självförbrukning främst studerades på kortare sikt, beaktades variationen i kapitalkostnaden för TES-systemet bättre i den långsiktiga investeringsanalysen. De olika simuleringarna visar att de fall där självförbrukning ingår resulterar i lägre driftskostnader, eftersom elproduktionen via kraftvärmeverket i genomsnitt är billigare än de priser som erbjuds av det lokala distributionsbolaget. De erhållna kapaciteterna för TES och värmepumpen varierar mellan de studerade scenarierna. Högre elpriser gynnar investeringar i alternativa bränslepannor som flis eller träpellets, medan lägre elpriser resulterar i ökad TES-kapacitet och högre värmepumpsproduktion. Kapitalkostnaden för lagring avgör också vilken kapacitet som väljs för vattentanken (some en TES), ibland investerar man lite mer för att öka effektiviteten och minska driftskostnaderna. Under hela projektet har olika hållbarhetsaspekter beaktats. Dessa omfattar miljöansvar, med fokus på att minska CO2-utsläppen, öka den sociala rättvisan genom att införa ett mer effektivt värmesystem inom kommunen, och bedöma den ekonomiska bärkraften i dessa initiativ. Sammanfattningsvis visar studien att det är möjligt att implementera FSC i Oskarshamns kraftverk, eftersom resultaten från de olika scenarierna visar att FSC kan sänka de totala kostnaderna samt mängden CO2-utsläpp på lång sikt. Baserat på resultaten föreslås ytterligare rekommendationer för att optimera anläggningens prestanda och utnyttja potentialen i denna innovativa metod. De föreslagna rekommendationerna inkluderar att öka tidsupplösningen i modellsimuleringarna för att förbättra resultatens noggrannhet och utforska olika scenarier, vilket bland annat kan innebära att man överväger olika el- eller bränsleprisprognoser.

Optimal design of a microgrid containing renewable energy sources in a residential sector is important to have a technical and economical feasible investment. In this project a microgrid (MG) for a house cooperative in Hudiksvall, Sweden has been studied. The aim of this study is to estimate how the electric vehicles (EVs) will aid the MG assuming different availabilities. Furthermore, this study aims to investigate optimal sizes of photovoltaic (PV) power and solar collectors for the households as well as possible energy storage capacity to increase the self-consumption. To study the role of the EVs in aiding the MG a simulation was carried in MATLAB/SIMULINK. To estimate the optimal sizes of the PV cells a life cycle cost assessment (LCCA) was carried out. The optimal output from the SC was estimated by using the f -chart method. The results from this study points out that a higher EV capacity will be required when the EVs are available for longer hours of the day, which is mainly due to the large share of PV power produced and the limited range of charging/discharging capacity of the EV battery. The LCCA shows that a high PV capacity will lead to a low net present value and a longer payback period. The sensitivity analysis which was carried out indicates that the PV system investment is mostly sensitive to the investment cost. The f -chart method gives the recommended values for SC output and an estimation of the thermal energy storage capacity. / Ett mikronät som innehåller olika förnyelsebara energikällor behöver designas optimalt för kunna ha en både ekonomisk och teknisk genomförbar investering. I detta projekt studerades ett mikronät för en bostadsförening i Hudiksvall. Syftet med detta projekt var att studera hur elbilar kommer att kunna försörja nätet vid olika tillgänglighetstider hos bilarna. Utöver det syftade det här projektet också på att uppskatta den optimala effekten på solceller och solfångare för bostadsföreningen samt möjligheterna för energilagring för att utöka konsumtionen av närproducerad el och värme. En simulering i MATLAB/SIMULINK utfördes för att studera elbilarnas roll i att försörja mikronätet. För att få en bild av den optimala effekten på solcellerna utfördes en livscykelkostandsanalys. Den optimala effekten för solfångarna har beräknats genom f -chart metoden. Resultaten från denna studie visar att högre batterikapacitet på elbilar kommer att krävas när elbilarna är kopplade till mikronätet för längre perioder. Detta beror på den höga effektproduktionen från solcellerna samt den begränsade nivån för laddning/urladdning av elbilarnas batteri. Livcykelkostnadsanalysen gav ett lägre nuvärde samt längre återbetalningsperioder då en högre kapacitet på solcellerna installerades. Känslighetsanalysen som utfördes visar att nuvärdet av investeringen är mest känslig för investeringskostnaden. Med f -chart metoden kunde slutsatser gällande optimal solfångare och termisk energilagring dras.

This degree project begins with a general introduction of the topic embedded systems in electrical testing and diagnostic devices in industries within the field of human-computer interaction. Then it continues with a deeper view of the problem area and the specific products which are in focus of this project. The company which the study is carried out in, produces and develops many types of test equipment (in a more generalized term called smart electrical testing and diagnostic devices) to the electrical supply industry. The importance of a usable user-interface is greater today than several years ago as the competition between companies include not only technical performance but also usability [4]. Therefore it is highly important to design a user-interface and navigation structure to combine a company’s all products and create a sense of recognition within them. A high level of recognition is in this case, a userinterface and a navigation structure that are recognizable and understandable when the end-user interacts with different products. The information architecture and user-interface design is not very often prioritized in a company as the budget is often much greater for technology than it is for information architecture. Prior the information architecture was more about technology but today it is about system information and content [8]. In this study, three methods are used to make an attempt to collect data to answer and discuss the research question “Is it possible to design a homogenous navigation structure in electrical testing and diagnostic devices for different end-user types?”  This study shows that it is very difficult to get a straight forward answer to how a sustainable and homogeneous information architecture and navigation structure for smart electrical testing and diagnostic devices should be designed. Although, the results could give a substantial input and information towards a common userinterface platform and act as guidelines for the development of products. / Den här uppsatsen är en fördjupning i området människa-dator interaktion och användbarhet och börjar med en generell introduktion om ämnet inbyggda system som används i elektriska test- och verifieringsverktyg i industrin. Fortsättningsvis beskrivs en problemformulering och en förklaring av de produkter som är i fokus i denna studie. Företaget som studien är utförd hos utvecklar och tillverkar olika typer av provutrustning för elkraftsbranschen. Sådan mätutrustning ingår i begreppet intelligenta elektriska test- och verifieringsverktyg och hanteras med hjälp av inbyggda pekskärmar. Att ha ett användarbart grafiskt gränssnitt är viktigare idag än det var för många år sedan, detta eftersom företag konkurrerar med användbarhet i produkter och inte enbart med teknisk prestanda [4]. Därför är det viktigt att designa ett användargränssnitt och navigationsstruktur för att sammanföra ett företags alla produkter och skapa en känsla av igenkänning mellan dem. Ett bra mått på igenkänningsfaktorn är i det här fallet ett användargränssnitt och en navigationsstruktur som är igenkänningsbara och förstådda när slutanvändaren interagerar med olika typer av produkter.  Informationsarkitektur och användardesign är inte alltid prioriterat hos ett industriellt företag då budgeten för tekniken är långt större än för användardesignen. Tidigare handlade informationsarkitektur mer om teknik, men nuförtiden är det mer om systeminformation och dess innehåll [8]. I den här studien har tre metoder använts för att samla data till och besvara frågan ”Är det möjligt att designa en homogen navigationsstruktur till olika typer av slutanvändare av elektriska test- och verifieringsverktyg?”  Den här studien visar att det är svårt att erhålla ett rättframt och entydigt svar på ämnesområdet hur man designar en hållbar och homogen informations- och navigationsstruktur för intelligenta elektriska mätutrustningar. Studien påvisar också att en mängd information kan inhämtas genom att studera användbarhet med hjälp av olika testmetoder. Allt detta i syfte att ge en plattform till utvecklarna som kan agera grund för deras utvecklingsarbete med gränssnittet.

Syftet med denna rapport är att undersöka förutsättningarna för en expanderande elfordonsflotta i Stockholms län under en tidsperiod som sträcker sig från 2015-2030. Frågeställningar som undersöks och diskuteras rör incitament och hinder för en elektrifiering, prognoser och aktuell utveckling för densamma samt hur en elektrifiering av fordonsflottan kan komma att påverka belastningen på elnätet regionalt. Frågeställningarna undersöks i en kvalitativ litteraturstudie och en intervju med en projektledare inom samverkansorganisationen BioDriv Öst. Utifrån dessa resultat konstrueras en metod för beräkning av en möjlig elförbrukning hos en elektrifierad fordonsflotta i tre olika scenarion med olika antal elektrifierade fordon. Detta för att kunna diskutera och dra slutsatser kring belastning av elnätet. I rapporten dras slutsatsen att flera incitament för en elektrifiering av Stockholms länsfordonsflotta finns. Bland annat det nationella målet om en 70-procentig minskning av växthusgasutsläppen från inrikes transport, förbättrad luftkvalitet i tätbefolkade områden samt minskat buller. Eventuella hinder för elektrifiering kan vara effekt- och kapacitetsbrist i transmissionsnätet. Det mest kritiska läget skulle eventuellt kunna uppstå mellan 2025-2030 då elektrifieringstakten förväntas vara hög. Batteritillgången är troligtvis också ett hinder som kommer att begränsa omfattningen av elektrifieringen då prognoserna pekar på att produktionen inte kommer att hinna med den snabbt ökande efterfrågan. En prognos för antalet laddbara fordon i Stockholms län uppskattade antalet laddbara fordon till 61 000 år 2020. Detta antal överstegs kraftigt då antalet laddbara fordon i länet i slutet av år 2020 var 83 262 stycken enligt Trafikanalys. Hur stor belastning en eldriven fordonsflottan kommer att utgöra på elnätet beror på antalet laddbara bilar och när de laddas. I beräkningarna som utförs överstiger behovet av el den tillgängliga mängden som drivmedel i det scenariot med den kraftigaste elektrifieringen mellan år 2025 och 2030. Elfordonens batterier skulle genom energilagring kunna användas för att jämna ut toppar och dalar i effektbehovet. Detta kräver att enskilda användare laddar de tider då nätet är som minst belasta. I dagsläget saknas incitament för detta. / The purpose of this paper is to examine the preconditions regarding the expanding fleet of electrical vehicles in the county of Stockholm from the year 2015 to 2030. Questions concerning incentives and impediments for electrifying vehicles, existing prognoses and development regarding electrification of vehicles and effects on the regional power distribution grid are examined and discussed. To answer the before mentioned questions a qualitative literature study and an interview with a project manager working for the organization BioDriv Öst is conducted. Based on the results of this a method is constructed for the calculation of the possible consumption of electricity by an electrified fleet of vehicles. Three different scenarios are examined with different numbers of chargeable vehicles. The aim of this is to be able to discuss and draw conclusions concerning the effects on the regional power distribution grid. There are multiple incentives for electrifying the fleet of vehicles in the county of Stockholm. Among others, a national aim to reduce the greenhouse gas emissions caused by transportation by 70%, improved quality of air in densely populated areas and a decrease in noise. A possible impediment is the insufficient and aged power distribution grid, where a potential critical pointin time could be between 2025-2030 when a significant electrification is anticipated. The supply of car batteries is also a factor which is expected to restrain the electrification since the manufacturing most likely will not be able to keep up with the drastic increase in demand. The estimated number of chargeable vehicles in Stockholm county was expected to reach 61 000 by the year 2020. This number was significantly exceeded as the existing number of chargeable vehicles by the end of 2020 in Stockholm county amounted to 83 262 according to Trafikanalys. The strain on the regional power grid caused by an electrical fleet of vehicles is determined by the number of chargeable cars and at what time they are charging. The calculations conducted indicates the accessible amount of electricity for fuel being exceeded only in the scenario with the most extensive electrification between 2025 and 2030. The batteries could be utilized to even out the demand of electricity through energy storage. This requires the users to charge their cars during the hours when the demand is low. Today there are no existing incentives for the users to adapt their pattern of charging in this way.

Ett mål i Sveriges klimatpolitiska handlingsplan är att minska transportsektorns utsläpp av växthusgaser med minst 70 procent till år 2030 jämfört med år 2010. En viktig åtgärd för detta är elektrifiering av fordon. Syftet med denna rapport är att undersöka hur en elektrifiering av personbilsflottan kan påverka Sveriges elnät. Detta görs genom att studera hur Sveriges elnät ser ut idag, vilka utmaningar Sveriges elförsörjning står inför, vad som skulle hända om elektrifieringen av personbilsflottan skedde omedelbart, samt om förutsättningarna för elektrifiering skiljer sig åt mellan norra och södra Sverige. En trolig utveckling är att elförbrukningen kommer öka mycket under de kommande åren tillföljd av en omfattande elektrifiering. Laddbara fordon i trafik har ökat stadigt de senaste tio åren. Denna snabba utveckling visar på ett behov av förståelse för hur en snabb omställning av personbilsflottan kan påverka elnätet. Detta undersöks med hjälp av en modell av elnätet som skapats i Excel. Modellen används för att ta reda på hur effekttillgången hade sett ut om alla fossildrivna personbilar i Sverige under 2020 ersattes med elbilar. Resultatet av studien visar att effektbehovet till följd av elektrifiering av personbilsflottan skulle vara betydligt större i södra än i norra Sverige. Vid den simulerade elektrifieringen ökade importbehovet i södra Sverige markant, trots att det redan innan elektrifieringen var stort. Nettoexporten i norra Sverige minskade något till följd av elektrifieringen. Förändringen var dock betydligt mindre i norr än i söder. Både innan och efter elektrifieringen nettoexporterade Sverige el, men exporten minskade med drygt 13 TWh. Vidare kunde importbehovet täckas i alla elområden förutom i SE4, där det uppstår eneffektbrist under 77 timmar av året. Används även effektreserven minskar denna siffra till 62 timmar. Detta resultat inkluderar inte import från Tyskland, Polen och Litauen. Vid maximalt utnyttjad överföringskapacitet från dessa länder sjunker tiden för effektbrist till 18 timmar. Under många av de timmar som effektbrist uppstår i SE4 är överföringskapaciteten i snittet mellan SE2 och SE3 fullt utnyttjad. För att minska risken för effektbrist skulle en lösning vara att öka denna kapacitet för att kunna importera mer el från norra Sverige där en stor del av elproduktionen sker. En ytterligare åtgärd kan vara ökad elproduktion i södra Sverige. / One of the goals in Sweden's climate action plan is to reduce the transport sector's greenhouse gas emissions by at least 70 percent by 2030 compared to 2010. An important measure for this is the electrification of vehicles. The purpose of this report is to investigate how electrification of the vehicle fleet can affect Sweden's electricity network. This is done by studying what Sweden's electricity network looks like today, what challenges Sweden's electricity supply faces, what would happen if the electrification of the vehicle fleet took place immediately, and whether the conditions for electrification differ between northern and southern Sweden. One likely development is that electricity consumption will increase significantly in the coming years because of extensive electrification. Rechargeable vehicles in traffic have increased steadily over the past ten years. This rapid development shows a need for an understanding ofhow a rapid conversion of the vehicle fleet can affect the electricity grid. This is investigated using a model of the power grid created in Excel. The model is used to find out what the powersupply would have been if all fossil-fueled passenger cars in Sweden in 2020 were replaced with electric cars. The results of the study show that the power demand due to electrification of the vehicle fleet would be significantly greater in southern than in northern Sweden. During the simulated electrification, the import demand in southern Sweden increased considerably, even though there was a large import demand even before electrification. Net exports in northern Sweden decreased slightly due to the electrification. However, the change was much smaller in the north than in the south. Both before and after electrification, Sweden net exported electricity, but exports decreased by just over 13 TWh due to the transition. Furthermore, the import demand could be covered in all bidding zones except SE4, where power shortages would occur during 77 hours of the year. If the power reserve is also used, this figure is reduced to 62 hours. This result does not include imports from Germany, Poland, and Lithuania. At maximum utilized transmission capacity from these countries, the power shortage time drops to 18 hours. During many of the hours that power shortages occur in SE4, the transmission capacity in the average between SE2 and SE3 is fully utilized. To reduce the risk of power shortages, one solution would be to increase this capacity in order to be able to import more electricity from northern Sweden where a large part of the electricity production takes place. An additional measure may be increased electricity production in southern Sweden.