Enligt (Regeringskansliet, 2017a) ska nettoutsläppen från Sveriges växthusgaser år 2045 inte påverka atmosfären vartefter Sveriges utsläpp ska bli negativa, vilket innebär att det används mer koldioxid än vad som släpps ut. För att uppnå klimatmålen kommer det krävas många nya lösningar i samhället. En allt mer drivande transportsektor med mer bilar på vägarna och fler parkeringsplatser är inte hållbart för framtida svensk trafik och arbetet mot klimatmålen. Att avlägsna oljedrivna fordon från transportsektorn skulle bidra till ett renare och mer attraktivt stadsklimat.   Studien syftar till att ta reda på hur en implementering av elektrisk-, även självkörande kollektivtrafik i Varberg ser ut, energimässigt, miljömässigt och ekonomiskt för tre stycken upplagda scenarier. I studien ingår även att undersöka ifall övertoner kan komma att inverka på elnätet. Projektet som är ett samarbete med Varberg Energi har uppkommit i samband med planeringen av det nya stadsområdet Västerport. I scenarierna finns tre olika bussar: en dieselbuss som återfinns i Varberg idag, en generell elbuss samt en självkörande elbuss som kallas Navya.   Den mängd passagerare som ska transporteras och vilken miljöpåverkan bussarna ger har stor inverkan på slutsatsen i rapporten. Med en svensk fossilfri bussflotta år 2020 visar denna rapport att Navyan är primärt rekommenderad upp till 15 personer och därefter är elbussen sekundärt rekommenderad. Implementering av elbussar är fullt möjlig och gör ingen betydande inverkan på det befintliga elnätet idag. / According to (Regeringskansliet, 2017a) Sweden’s greenhouse gas emissions shall not affect the atmosphere by the year 2045, which then becomes negative, this means that more carbon dioxide will be consumed rather than released into the atmosphere. In order to reach the climate goals, many new solutions to the society are required. A bigger transport sector with more cars and parking spaces is not sustainable for neither the future transport sector, nor the progressive work toward the climate goals. By removing oil-operated vehicles from the streets, a significant contribution to a cleaner city climate would be achieved.   The study aims to find out if an implementation of electric buses is possible in Varberg. A couple of key questions are raised: how much energy is required to support the buses? What are the costs of the various scenarios proposed? Will there be any problems with supporting many buses, in terms of harmonics and the electric power grid? The project, which is a cooperation with Varberg Energi, is proposing a realization of a new city area called Västerport, which would start construction 2020. The report constitutes three scenarios with a diesel bus, which is used in Varberg today, an electric bus and an autonomous electric minibus called Navya.   The number of passengers to be transported and the environmental effect of the buses has a big impact on the conclusion of the report. With a fossil free bus fleet by 2020, this report shows that the Navya is primarily recommended up to 15 passengers, and the electric bus for more passengers. The report concludes that the implementation of electric buses is possible. It will not have a considerable impact on the existing power grid and will contribute to a cleaner and more attractive city.

Syftet med denna studie har varit att närmare studera användarnas roll vid planering, utveckling och användande av smarta elnät, vad man kan dra för lärdomar av pågående projekt inom utvecklingen av smarta elnät när det kommer till användarnas roll i projekten, samt ge rekommendationer för ett framtida arbete. Detta gjordes genom en fallstudie av två sammanhängande projekt inom en kommun i Sverige som för närvarande arbetar med smart stadsutveckling och smarta elnät. Empiriinsamling skedde med hjälp intervjuer av boende och ansvariga i projektet samt projektdokumentation.   Resultatet visar att de boendes roll i planeringen av projektet inte var stor, och att de inte räknades in bland de viktiga intressenter som enligt rekommendationer skulle vara delaktiga i projektet. Vidare skedde användarmedverkan i en begränsad form vid utvecklingen av den teknik som skulle användas hemma hos de boende, och då främst i form av användartester efter det att systemen hade tagits fram.  Vidare visade intervjuerna på ett bristande engagemang hos användarna när det kommer till att använda tekniken som finns tillgängliga i det smarta nät som utvecklats inom kommunen. Dessa resultat utgör viktiga lärdomar för framtida projekt.    Rekommendationerna som togs fram för ett framtida arbete inom smarta elnät är främst att det bör ske en ökad involvering av användare under samtliga delar i projekt rörande smarta elnät för att säkerställa en relevant och demokratisk samhällsutveckling och att detta bör ingå i projektens målsättningar. Vidare bör framtida projekt undersöka möjligheterna med att studera och arbeta med sociala praktiker inom energianvändning, för att undersöka hur man kan skapa en övertygelse hos de boende som leder till en ökad vilja att spara energi, och utnyttja de tekniska verktyg som gör detta möjligt. Det krävs även arbete för att hitta ytterligare incitament till aktiv energibesparing för att optimal användning av de smarta näten ska kunna uppnås. / Smarta elnät och tjänsteutveckling för hemmet – vem är i behov av en smartare vardag?

This paper investigates the potential of mathematical algorithms, based on the principles of data mining, applied to data from a local power grid to identify customers with large fluctuations in their power curves. A literature study was performed to facilitate algorithm formation. The data provided by the local grid owners, Falkenberg Energi AB, was analysed in MATLAB and two novel algorithms was created. The results show that, by normalizing all the data, it is possible to find and select customers with large fluctuations in their power curves. Key performance indicators were then used to determine which algorithm performed better. One of the algorithms performed better in all tested indicators and was used to create a list with interesting customers to Falkenberg Energi AB. The conclusion of the study shows that the proposed algorithms can be applied on a local power grid to select customers, but more research is needed to validate these methods. The conclusion also indicates that a reduction of the power peaks, at the identified customers, mainly affect the local power grid and not the power supply from the overhead regional power grid.

Denna uppsats har skrivits i samarbete med Uppsala Parkering AB (UPAB) arbetar med att implementera olika energitekniska lösningar för att elbilsladdande i Uppsala inte ska påfresta ett redan överbelastat elnät. Dessa lösningar innebär bland annat förändringar i hur och när människor laddar sina elbilar. Genom ett etnologiskt perspektiv undersöker denna uppsats hur människor skapar mening till ägandet, körandet och laddandet av sina bilar för att ge en ökad förståelse för hur el- och hybridbilsägare talar om och interagerar med sina bilar. Genom att analysera intervjuer med elbilsägare utifrån fenomenologiska och posthumanistiska begrepp visar uppsatsen hur elbilsägande och dess praktiker förstås som ett alternativt stig-val. Elbilsägandet som ett alternativt stig-val relateras till andra praktiker i elbilsägandet som körning och laddning och förklarar vilken mening de kopplar till dessa praktiker. Detta system av mening kan delas upp i tre riktningar: att elbilsägandet är något gott, något som är hotat och något som fungerar. Elbilskörandet och laddandet upplevs utifrån alla dessa tre riktningar vilket framkallar flera olika känslor och upplevelser. Oro och irritation känner elbilsförarna men också bra känslor av att köra och ladda miljövänligt och billigt. Körandet och laddandet upplevs också vara roligt och positivt utmanande, där materiella förutsättningar som bristande räckvidd och infrastruktur för laddning blir till en tävling i problemlösning. Genom att se på elbilsägandet och dess praktiker som sammanlänkade av mening, kan en urskilja vad som uppfattas vara viktigt i elbilsägarnas praktiker och hur olika känslor och intentioner hänger samman i elbilsägarnas förståelse för sin vardag.

Smarta elnät nämns ofta som ett sätt att hantera ökad elektrifiering av transporter och industri och en växande andel väderberoende elproduktion. Ett syfte med det här examensarbetet är att studera möjliga följder för lokalnätägaren Sala-Heby Energi Elnät AB, om småhuskunder använder smart styrning av elvärmesystem för att sänka sina elnätsfakturor. Med rådande tariffmodell betalar småhusägaren för den gångna månadens tre högsta timmedeleffekter kl. 07 till 19 helgfria vardagar. Hur nätägaren påverkas av styrning, är en central fråga för projektet Auto-Flex, som startade i januari 2021. Uppsatsens litteraturstudie pekar på att efterfrågeflexibilitet kan ge olika följder för elnätet och för elmarknadens parter, beroende på vilka incitament som används för att skapa ett flexibelt beteende. Med efterfrågeflexibilitet avses här kunders förmåga att flytta eller minska sitt lastuttag från elnätet. I det här examensarbetet utförs beräkningar i Excel för att undersöka följderna av laststyrning och analysen utgår från historiska elmätardata från ca 140 anonymiserade hushållskunder samt från data över effektuttag från regionnätet. Beräkningarna visar att styrning som gynnar kunden ekonomiskt blir en förlustaffärför Sala-Heby Energi Elnät AB, trots sänkt effektuttag från regionnätet. Det gäller, i de flesta fall, även när extra styrning läggs till under timmar då effektuttaget från regionnätet är högt. Resultaten bygger på förenklade beräkningar, där ingen hänsyn tagits till hur effektsänkning av elvärmesystem samspelar med väderfaktorer eller med styrningens varaktighet. Samma effektsänkning har antagits vid varje styrtillfälle och för alla hushåll. Ett andra syfte med det här examensarbetet är att undersöka hur huvudaktörerna i projektet Auto-Flex ser på säkerhetsfrågor i samband utvecklingen mot ett mer IT-beroende elnät. Därför genomfördes två semistrukturerade intervjuer, med integritet, leveranssäkerhet och affärsmodeller som teman. Intervjupersonerna lyfte inga allvarliga hot kopplade till projektet Auto-Flex. Samtidigt kunde de se teoretiska risker med storskalig smart laststyrning i kapacitetssvaga elnät. Mer forskning behövs om smarta elnät och hållbarhet. Kopplingen mellan incitament till flexibilitet och flexibilitetens inverkan på elnätet, hur sårbarheter kopplade till informationsteknik påverkar elnätets leveranssäkerhet och hur smartteknik står sig miljömässigt i förhållande till nätutbyggnad är tre intressanta områden. / By facilitating demand side management, smart grids are expected to smooth the way for a transition to cleaner electric energy. This bachelor’s thesis aims to analyse the consequences for a distribution system operator (DSO) of direct load control,which is set to minimize the consumer’s bill for power transmission. This is also a central theme in the recently initiated Auto-Flex smart grid project, with main actors DSO Sala-Heby Energi Elnät AB and tech company Ngenic AB. The included study of scientific articles points out that the impact of demand response on electric grids is largely determined by incentives used to harvest demand side flexibility. In this thesis, the consequences of direct load control are examined by means of simplified calculations in Excel, analysing electric meter data from approximately 140 anonymous customers, in addition to power supply data for the township connection to the regional distribution grid. If customers with electric heating systems would install load control equipment to lower their power transmission bills, the local DSO would experience reduced revenues. The reduction in revenues would not be offset economically by curbed peak power transmission from the regional grid, according to the executed calculations. Even if extra load control was added in peak days, the net economic result for the local DSO would still be negative in most of the studied cases. Individual characteristics of heating systems and buildings have not been accounted for in this study, neither has the correlation between load reduction, outdoor temperature and load control duration. A second aim of this thesis is to examine attitudes of the main actors in the Auto-Flex project on confidentiality, reliability and demand side management business models in relation to the development of smart grids. Through semi-structured interviews, it was revealed that neither chief executive officer of Ngenic AB, Björn Berg, nor chief grid officer of Sala-Heby Energi Elnät AB, Per-Erik Johansson, see any severe threats against customer confidentiality, nor against power reliability, when implementing direct load control within the project. However, it was pointed out that an electric grid with very low physical capacity could become vulnerable to load control failures. Further examination of the connection between business models, power reliability, and cyber security are crucial to ensure socially, economically, and environmentally sustainable smart grids.

The share of intermittent weather-based renewable electricity sources has risen and will keep on rising in the Nordic electricity system, which will increase the need of balancing power in the Nordics. The previously developed concept of balancing contributions is used to look at the historic contribution of different power sources to the balancing on the grid. Three different time scales are taken into account: Daily variations, (bi-)weekly variations, and seasonal/yearly variations. This will aid in the understanding of the synergy of different sources on the grid, which, together with a deeper knowledge of the electricity market, might make it possible in the future to quantify the potential for balancing of sources within the Nordic grid. As a method to analyse the balancing contributions, a previously set-up online visualisation tool was used as an example, and this existing tool was revamped with a new software back-end using a database and automatic data collection. This allows one to be able to use a larger dataset, and for more functionality in the future, such as real-time updates and easier implementation of additional visualisations. Production and consumption data was gathered from Entso-e and SvK: the former has issues with data quality and the latter publishes data with a three-week delay which can only be obtained manually. The results from the previous research have been replicated, and a bigger dataset has been used to do the calculations, encompassing the years 2015-2018. The overall results show great similarity to that of the previous work. For the first time it was possible to plot the intrayear balancing contributions as a time series, which showed especially that the contributions of hydro power and electricity trade have changed over the period 2015-2018. There is a difference in hydro power balancing contributions based on geographical location, where Finnish hydro power is mainly a daily and—to a lesser extent—weekly regulator, Swedish hydro and especially Norwegian hydro have larger contributions on a yearly basis as well. There are even differences within countries, as the balancing contribution of hydro in bidding area SE2 has changed much more over time than hydro in SE1, for example. Other examples of interesting situations on the grid have also been highlighted using the online visualisation tool.

In this thesis the effect of harmonics on the electrical grid from electric car chargers, specifically the effect on distribution transformers, is analyzed. The study was performed on the electrical grid of two areas provided by the electrical company Dala Energi. Electric car chargers are added to each customer connected to the electrical grid in both areas to examine the effects of harmonics on the distribution transformers. A model of the electrical grid of each area was recreated and simulated with the open source program OpenDSS. The effects of the added harmonic load on the electrical grid was evaluated in a range from 10% to a 100% of the consumers connected to the grid.  The results of this study show an increase in losses due to harmonic distortion. However, the losses are less significant when the added electric car charger load is distributed between all three phases of the grid compared to one phase. All the added harmonics, except the 9th harmonic, maintain acceptable levels set by The Swedish Energy Market Inspectorate. The impact of the 9th harmonic can be reduced by installing filters. The main conclusion of this thesis is that to reduce the effects of harmonic on the grid the harmonic load should be distributed on all three phases. Also scheduling the charging time of the cars can be implemented to further even out the load variations on the electrical grid.

Titel: Påverkande faktorer vid initiativ till nya investeringar och valet av kalkylmetod - En komparativ flerfallstudie av sexton svenska elnätsföretag Bakgrund och problemdiskussion: Tillväxten i samhället och förändrade behov har lett till högre krav på svenska elnätsföretag och elnätet. Det befintliga elnätet är en stor del av Sveriges infrastruktur och kräver underhåll och reparation, samtidigt som det behöver anpassas till nya tekniska lösningar för att ställa om till helt förnybar energi. Det finns därmed ett investeringsbehov i branschen samtidigt som företagen står inför stram intäktsreglering. Detta skapar en osäkerhet eftersom företagen inte alltid kan erhålla skäliga intäkter för de långsiktiga investeringar de genomför. Elnätsföretagens investeringar tenderar dock att påverkas av både finansiella och icke-finansiella faktorer, något som tidigare studier visat kan påverka både initiering av investeringar och valet av kalkylmetod. Syfte: Syftet med denna studie ämnar till att förstå och förklara de faktorer som påverkar och initierar investeringar i elnätet hos elnätsföretag. Utifrån de påverkande faktorerna kommer kartläggning göras av vilka kalkylmetoder som används vid utvärdering av investeringsalternativ. På så sätt kan studien kartlägga huruvida det finns ett samband mellan de påverkande faktorerna och valet av kalkylmetod. Metod: Uppsatsen har sin utgångspunkt i en flermetodsforskning där både en kvantitativ och kvalitativ forskningsstrategi har använts med en flerfallsstudie som forskningsdesign. Det empiriska materialet har samlats in med hjälp av enkäter och strukturerade intervjuer. Slutsats: De slutsatser som kan erhållas utifrån studiens syfte är framförallt att politiska och legala faktorer har störst påverkan på initiering av investeringar i elnätsföretag genom framförallt intäktsreglering. Samtidigt har också en illustration kring relationen mellan olika faktorer som ekonomiska, sociala, teknologiska och miljömässiga konstaterats, eftersom de många gånger tenderar att påverka varandra. Ett vagt samband kan också betraktas mellan faktorernas påverkan på företagens val av kalkylmetoder. Vår bedömning är därför, att utifrån den omgivning företagen verkar i med osäkerhet och risk i beaktning, att företagen kritiskt bör granska valet av kalkylmetod och varför den skapar värde för företaget.

Problem Att få användarna i hushåll att konsumera och använda el hållbart är en del av utvecklandet av ett smart elnät. Detta menar man ska möjliggöras med tekniska lösningar, som digitala verktyg. Forskning menar dock att vi måste förstå mer än bara möjligheten och belyser vikten av att förstå hur digitala verktyg ska användas för att möjliggöra ett smart elnät. Vi bör inte bortse ifrån är att digitala verktyg står i relation till användaren och kräver därmed förståelse för användarens behov och hur dessa kan bemötas med digitala verktyg för att användaren ska konsumera och använda el hållbart. Syfte Studien syftar till att öka förståelsen för hur och varför universitetsstudenter av Generation Z resonerar och agerar som de gör kring sin elkonsumtion och elanvändning i hemmet. Detta för att förstå deras behov kring deras elkonsumtion och elanvänding och belysa hur de ska konsumera och använda el hållbart med hjälp av digitala verktyg. Metod Studien bygger på en kvalitativ studie baserad på en abduktiv ansats där data bygger på enskilda semistrukturerade intervjuer med universitetsstudenter av Generation Z för att förstå hur de förhåller sig till sin elanvändning och elkonsumtion. Innehållsanalys har sedan tillämpats. Slutsats Uppsatsens resultat visar på att gruppen inte gör många aktiva beslut för att konsumera och använda el hållbart till följd av deras attityd vilket kan förklaras med deras bekvämlighet och okunskap. Detta är något digitala verktyg kan bemöta genom att på ett tvingande sätt driva ett hållbart beteende. Vi ser därför att ett smart elnät kan möjliggöras med passiv användare som konsumera och använder el på ett hållbart sätt som är värdefullt för dem.

On-load tap changers and static synchronous compensators (STATCOM) are the main components for voltage regulation and power quality optimization in the power system. STATCOMs are used in both industrial applications and utility to stabilize the grid and reduce downtime. STATCOM is based on power electronics that is put together as a voltage source converter. However, as STATCOMs are connected in shunt, they provide voltage regulation indirect, by the injection of reactive power. Which might be insufficient for emerging grid codes and power systems with less inertia. This thesis’s purpose is to investigate a series voltage source converter (SVSC), which is connected in series with the grid. Series connected devices may provide better voltage regulating capabilities than shunt devices with the same amount of reactive power compensation, as it can regulate the voltage directly. The SVSC can also be used for power system compensation and power flow control. The SVSC consists of a Chain-Link Modular Multilevel Converter that is connected directly in series with the power system without a coupling transformer. The SVSC injects a voltage in quadrature with the current through the SVSC, this gives the SVSC the ability to emulate a reactance, along with increasing the voltage. The maximum injected voltage from the SVSC is 30% of the system voltage. As the voltage is injected in quadrature with the current, the SVSC can change to voltage more if the power factor is low. The SVSC is able to keep the voltage on the load side constant in several different load and grid scenarios. Furthermore, the SVSC was able to emulate both a capacitance and an inductance, and control the active power flow. However, the SVSC was not able to regulate the voltage as desired when the power factor is close to 1. / Lindningsomkopplare och static synchronous compensators (STATCOM) är de huvudsakliga komponenterna för spänningsreglering och elkvalité optimering i elnätet. STATCOMs används i både industrin och av elnätsägare för att stabilisera elnätet och minska driftstopp. STATCOM är baserat på kraftelektronik som är byggt till en voltage source converter. I alla fall, eftersom STATCOMs är anslutna i shunt med elnätet, kan de endast spänningsreglera indirekt, genom att tillföra reaktiv effekt. Vilket kan vara otillräckligt med nya elnätsregler och elnät med lägre tröghet. Den här avhandlingens syfte är att undersöka en series voltage source converter (SVSC), som är ansluten i serie med elnätet. Enheter som är anslutna i serie med elnätet kan leverera bättre spänningsreglering än enheter som är anslutna i shunt med samma mängd reaktiv effekt kompensering. SVSC:n kan också användas för lednings kompensering och effektflödes kontroll. SVSC:n består av en Chain-Link Modular Multilevel Converter som är ansluten i serie med elnätet utan en kopplingstransformator. SVSC genererar en spännings som är i kvadratur med strömmen genom SVSC:n, det gör att SVSC kan emulera en reaktans, men även öka spänningen. Den maximala spänningen från SVSC:n är 30% av systemspänningen. Eftersom spänningen är i kvadratur med strömmen, så kan SVSC ändra spänningen mer om effektfaktorn är låg. SVSC:n kan hålla spänningen konstant på last sidan under flera olika last- och elnäts scenarier. Dessutom kunde SVSC:n emulera både en induktans och kapacitans, och kontrollera det aktive effektflödet. Men, SVSC:n kunde inte reglera spänningen som önskat när effektfaktorn var nära 1.