The electric power grid is facing immense changes, the production of intermittent electricity is increasing at the same time as a big part of todays base load (mostly nuclear power) as well as the power reserve is in the process of being phased out. Due to these changes it is deemed that a larger amount of demand response will be needed in the near future. In order to accomplish this some sort of stimulus is required. Due to this accompanied by new indications from the regulatory authority Energimarknadsinspektionen Umeå Energi Elnät (UEEN) have started a process where they wish to investigate the consequences of abandoning their current pricing method in favor of a peak demand charge tariff. This new pricing method will increase the costumers ability to affect their electricity bill in addition to providing a higher degree of stimulus for demand response. This report is a part of that investigation and aims to quantify the costumers potential as well as the expected willingness for demand response och load shifting in adherence to the potential change in pricing methods. Accordingly. the question formulation for this thesis is as follows: What is the potential for load shifting, and a decreased power demand, due to a behavoiral change by the means of online measuring for households and business costumers in their testgroups respectively? What is the potential for load shifting, and a decreased power demand, by the means of enabling technology such as batteries, load limiting equipment, storage water heater etc.? How large is the economic stimulus for the costumers of UEEN to achieve load shifting by changing their behaviour or invest in enabling technology? A selection of costumers in four different neighbourhoods (a total of 793 costumers) were chosen, and measured data regaring their peak power demand and their monthly electricity consumption were used in the calculations of this thesis. Based on this data and a literature study conclusions regaring the costumers demand response and load shifting potential were drawn.  Out if the 793 costumers included in this study the absolute majority (771 costumers) currently have a fuse corresponding to 16-25 A which is why only the results for these costumers is presented below. According to a theoretical assessment almost all of the costumers included in this study have a possibility to shift a fairly big part of their load. However, according to the literature study, it is reasonable to expect a load shift corresponding to 2-5 % of the costumers peak demand due to behavioural changes as a consequense of online measuring accompanied by a peak demand charge tariff. This would coincide with a load shift of 0,1-0,45 kW per household during the winter season, which, for the majority of costumers, can be translated into an annual saving of 0-200 SEK/household.  With regards to the expected load shift by the means of enabling technology batteries is not considered to, due to its unprofibility, be a solution that constumers can be expected to invest in in the nearby future. The potential load shift as a result of regulating electricity based heating systems however, is considered to be significantly larger and is deemed to amount to 2-5 kW depending on the heating system and its as well as the builidings built-in heat storage capacity. Based on this, some assumptions regarding the constumers heating systems and their current power demand the potential costumer savings is evaluated to 300-750 SEK per year.

Värnamo Elnät owns and operates a ripple control system which is used to control loadsespecially when the grid is heavily loaded and for control of street lighting. This report aims atclarifying technical and economic aspects of the ripple control system’s future. The system wasinstalled from 1975 and onwards and its use was greater in those days when the controllableloads where greater then today, the current controllable load level is about 3 MW. The reporthighlights three different aspects of the ripple control system’s future – retain the currentsystem, reinvest in a newer system or discontinue the system.In the report the author also discusses relevant connections to Smart Grids and future meteringsystems and tariffs. The author senses a will from the company to discontinue the system on along term, but also a will to be able to control loads on the grid. Therefore the author suggeststhat the system should remain in operation for another 5 to 10 years, under the condition ofanother investigation of the remaining customer base. / I Värnamo Elnäts infrastruktur finns ett system för rundstyrning installerat. Systemet används iförsta hand för att styra laster på elnätet vid höglast, men även för styrning av gatljus. Det ärframförallt hushåll och företag med direktverkande el eller en större elpanna som har ettrundstyrningsabonnemang och det ger abonnenten en något lägre överföringskostnad per kWh.Eftersom Värnamo Elnät är beroende av ett överliggande nät i form av E.ON:s regionnät däreffekt köps in på spänningsnivån 50 kV är det av intresse att kunna styra laster på elnätet.Rundstyrningen installerades redan 1975 då underlaget av styrbar effekt var väsentligt högre änidag, det beror till stora delar på energieffektiviseringar och byte av uppvärmningssystem ifastigheter.Sedan 2008 är det inte längre möjligt att teckna sig för ett rundstyrningsabonnemang iVärnamo Elnät, och kundunderlaget har minskat med cirka 400 abonnenter de senaste 10 åren– likaså har den styrbara lasten minskat från 6 MW till 3 MW. Rapportens syfte är att klarläggatekniska och ekonomiska aspekter kring rundstyrningssystemets framtid och utreda tre olikascenarion – behålla, reinvestera eller avveckla. I rapporten diskuteras även relevanta kopplingartill Smart Grids och framtida tariffsystem. Det finns en vilja att avveckla systemet på lång sikt,men även en önskan att fortsatt kunna styra last – därför bör ytterligare en studie göras i vilkaexakta effekter som är möjliga att styra idag samt att göra en kundinventering och kartläggavilka som inte uppfyller villkoren för rundstyrning – det vill säga har styrbar last.Författaren anser att rundstyrningssystemet bör behållas i drift i några år till eftersom detmöjliggör styrning av effekt och minskar behovet av inköpt energi – det kan också med fördelanvändas för att styra mot höga elspotpriser vilket skapar en förtjänst både för Värnamo Energiselhandel med också för abonnenterna. Författaren bedömer att driften av systemet kan fortsättaytterligare 5 till 10 år.

This report analyzes and examines a hypothesis for finding a method to optimize thelength of the delubrication process time based on a total charge weight. The work hasfocused on the holding time for delubrication and the total charge weight.An important step in the manufacturing chain of cutting tools is when the greenbodies undergo the sintering process. Today, the delubrication step has the sameprocess time independent of the total charge weight. An implementation of a methodto adjust the delubrication process time would give more consistent quality of thecutting tool´s internal characteristics but also reduce the time course of the sinteringprocess. In the present project two methods for this goal were tested, thedevelopment of an algorithm and a weight interval subdivision with associateddelubrication process times.During delubrication a pressure increase is observed due to the decomposition of thePEG in the powder mixture. Previously, a larger total charge weight both increasedthe magnitude of the pressure increase and prolonged the time this increase took toreturn to the background pressure level. Earlier analysis of historical process datashowed indications of the possibility of developing an algorithm between total chargeweight and the time period defined by the time remaining for the delubricating stageafter the pressure increase has returned to its base level. This algorithm could thenbe implemented in production and lead to a charge weight adjusted delubricationprocess time, i.e. larger charge weights will need a longer delubricating period.A second method, involving a weight interval subdivision with specific associateddelubrication process times, was developed and a test was performed to determinewhether these ranges affected the quality of the sintering process.The results from the tests and the analysis of historical process data led to theconclusion that the hypothesis of dependence between the delubrication process timeand the total charge weight was not justified for the process investigated. Throughregression analysis it was found that the delubrication process did not dependsignificantly on the charge weight.The work resulted in a modification so that the delubrication process time couldtheoretically be shortened by approximately 60 minutes for the investigated processindependent of the total charge weight. Further analysis and tests are needed to findthe most optimal time reduction of the delubrication process without negativelyaffecting the internal properties of the inserts. / AB Sandvik Coromant är globalt marknadsledande tillverkare av hårdmetallskär. Dessa skäranvänds inom industrin för metallbearbetning vid svarvning samt fräsning och kräver en högsåväl som jämn kvalitet under tillverkningsprocessen.Man utgår från att blanda råvaror som volframkarbid och kobolt tillsammans med andra ämnensom ger skären deras önskade egenskaper. Hårdmetallpulvret pressas sedan i formar under etthögt tryck för att formas till den önskade geometrin.För att pulvret ska bakas samman och bli till hårdmetallskär så genomgår de en så kalladsintringsprocess som innebär att skären värms upp till höga temperaturer efter specifika receptoch beroende av vilken pulverblandning de består av. Första stadiet i sintringsprocessen är dåpressbindemedlet PEG (polyetylenglykol)drivs av från skären. Det är viktigt att all PEG drivsbort och under rätt förutsättningar för att skären ska få de egenskaper som önskas. Om dennaprocess rubbas får man en ojämn avdrivning som leder till att skären får bl.a. ojämna kolhalter,ökad porositet, vilket i slutändan leder till kvalitets problem.En hypotes som funnits c:a tio år tillbaka är att längden på denna avdrivningstid ska kunnaanpassas utifrån hur mycket en ugns last väger, d.v.s. en lättare last ska kunna ha en kortareavdrivningstid än en tyngre utan att kvalitén på hårdmetallskären ska påverkas. Enanpassningsbar avdrivningstid skulle i sådana fall leda till förkortad bearbetningstid och enjämnare kvalitet på hårdmetallskären.Genom att analysera historiska processdata för ett år tillbaka, hos en utvald ugn, undersöktes omhypotesen stämde. Utifrån dessa data togs en matematisk ekvation fram som beskriver hurlängden på avdrivningen beror av ugnslasten. Det testades även en enklare metod med att enbartdela in tre teoretiska viktintervall med tre respektive förprogrammerade avdrivningslängder.Utifrån analys av diagram samt praktiska testkörningar kunde slutsatsen dras att ett sådantmatematiskt samband inte längre var gångbart genom att ugnarna har genomgått regelbundnaombyggnationer sedan hypotesen för tio år sedan formulerades. En enklareviktintervallsindelning kan användas i produktionen men skulle vara onödig då arbetet ändåresulterade i att hålltiden för avdrivningssteget bör kunna kortas ned approximativt 60 minuter förviktiga produktionssteg oberoende av den totala lastvikten.

In the new residential area, called Stockholm Royal Seaport (SRS), the customers will be living in Active Houses with Load Management. This implies that some balancing of the grid is shifted from the production to the consumption. To give the customer incentives to participate in the Load Management, new more dynamic pricing models needs to be implemented. At the same time, profits for the investors are needed to motivate an implementation of similar residential areas. To achieve this, an analysis of the electricity markets and an implementation of dynamic pricing models in a MATLAB simulation are done. A proposed trading profit for the investors and possible cost reductions for customers have been derived from the modelling. The results show that the difference in costs between utilized and unutilized Load Management are small, only considering the dynamic pricing models, therefore compliments to these are discussed. The conclusion is therefore that the energy for the manageable loads should be charged separately. Another important conclusion is that a change of the Spotmarket is needed in order to create a more beneficial market for retailers with flexible customers. / I den nya stadsdelen, Norra Djurgårdsstaden, ska kunderna bo i aktiva hus med laststyrda vitvaror. På så vis flyttas en del balanskraft från produktionen till konsumtionen. För att kunderna ska få incitament till att delta i laststyrningen krävs nya, mer dynamiska, pristariffer. Samtidigt behöver investerarna hitta möjliga förtjänster för att motivera ett införande av liknande stadsdelar. Detta har gjorts genom en analys av elmarknaden och en implementering av dynamiska prismodeller i en konsumtionssimulering i MATLAB. En föreslagen trading-förtjänst för investerarna samt möjliga kostnadsreduceringar för kunder har utvärderats utifrån modelleringen. Resultaten visar att med endast de dynamiska prismodellerna blir kostnadsskillnaden liten mellan de som utnyttjar laststyrningen och de som inte gör det, varför komplement till dessa diskuterats. Slutsatsen blir därför att den laststyrda elen bör debiteras enligt separat modell. En ytterligare slutsats är att spotmarknaden bör förändras för att skapa en gynnsam marknad för återförsäljare med flexibla kunder.

Fjärrvärme står för stora delar av den uppvärmning av fastigheter som sker i Sverige och har länge ansetts vara kostnadseffektiv och miljövänlig. Detta är något som börjat ifrågasättas, vilket lett till att energibolag ständig letar efter sätt att effektivisera fjärrvärmenäten för att stärka fjärrvärmens marknadsposition. En teknik för att effektivisera fjärrvärmenäten som utvecklats på senare år är laststyrning. Tekniken ger energibolag möjlighet att optimera produktionen för att minska användningen av dyra och miljömässigt dåliga bränslen som exempelvis olja. Laststyrning bygger på faktumet att byggnader är tunga objekt som har goda möjligheter att lagra värme. När energibolag använder sig av laststyrning styr de effektuttaget i fastigheter som är anslutna till fjärrvärmenätet utifrån produktionens behov. Då laststyrning direkt påverkar värmetillförseln till de fastigheter som ansluts måste nya affärsmodeller utvecklas för att säkerställa att kundernas behov av fjärrvärme uppfylls. Syftet med detta examensarbete har varit att utveckla ett underlag till hur fallföretaget Luleå Energi AB (LEAB) kan ta fram en affärsmodell för laststyrning. LEAB utreder möjligheterna att införa laststyrning för att jämna ut de effekttoppar som uppstår i fjärrvärmenätet. Studiens syfte har uppnåtts genom att litteratur och genomförda intervjuer lett till framtagandet av en generell modell som innehåller de viktigaste punkterna i en affärsmodell för laststyrning. Slutsatserna i studien är framförallt riktade till fallföretaget LEAB men bör vara applicerbara av andra energibolag som planerar att införa laststyrning i sina fjärrvärmenät. Vidare bör studiens slutsatser även vara av intresse för läsare som söker ökad förståelse för fjärrvärme och laststyrning. LEAB rekommenderas använda den generella modell som presenteras i studien som underlag vid utvecklingen av en affärsmodell för laststyrning. Då både resultaten i denna studie och tidigare studier tyder på att om laststyrning implementeras på rätt sätt finns det goda möjligheter till mindre miljöpåverkan och ekonomiska vinster för både energibolag och deras kunder. / District heating accounts for a large part of the heating of real estate in Sweden and has long been considered cost-effective and environmentally friendly. But this is something that has begun to be questioned, which has led to the fact that energy companies are constantly looking for ways to streamline district heating networks to strengthen the district heating market position. One of the technologies for streamlining district heating networks developed in recent years is load control. The technology enables energy companies to optimize their production to reduce the use of expensive and environmentally bad fuels such as oil. The technology is because buildings are heavy objects, and therefore have a good heat storage capacity. When energy companies use load control they take control over properties substations and regulate the heat demand according to the production units’ demands. Since load control directly influences the heat supply to the properties that are connected, the district heating business models must be developed to ensure that customers' needs regarding district heating are met. The purpose of this study has been to develop a foundation for how the case company Luleå Energi AB (LEAB) can develop a business model for load control. LEAB wants to introduce load control in its district heating network to even out the peaks which occur in the district heating network. The purpose of this thesis has been achieved by the fact that literature combined with interviews resulted in a general model. The model contains the most important areas to be considered in a business model for load control. The results in this study are mainly aimed at LEAB, but should be able to be applied by other energy companies who plan to introduce load control in their district heating networks. Furthermore, the results of the study should also be of interest to readers seeking greater understanding about district heating and load control in general. The recommendation to LEAB is to use the general model presented in this thesis as a foundation for the development of a business model for load control. As both the results in this study and previous studies indicate that if load control is implemented properly, there are opportunities for less environmental impact from the heat production and financial gains and for both energy companies and their customers.

I detta examensarbete analyseras och utvärderas påverkan av ett system som gör det möjligt att fjärrstyra fjärrvärmeventiler. Principen för systemet är att fastighetens energitillförsel reduceras under kortare stunder, vilket ska åstadkomma vinster för både fjärrvärmeleverantören och fastighetsägaren utan att ha negativ påverkan på inomhuskomforten. Tyngdpunkten i rapporten är att påvisa vilka vinster som kan åstadkommas med en sådan typ av applikation, främst dess påverkan på kundernas fjärrvärmeanvändning och deras effektbehov har studerats. Initiativet till examensarbetet är taget av Tekniska Verken i Linköping AB som under hösten 2009 till våren 2010 har haft ett fjärrstyrningssystem från NODA Intelligent Systems i drift. Systemet har varit installerat på nio större fjärrvärmecentraler i Linköping, sammanlagt cirka 65 000m2 boarea. Systemet har varit i drift veckolånga perioder varvat med opåverkade veckor, detta för att skapa referensdata att jämföra med. All fakta i resultatdelen är hämtade från detta projekt och arbetet med denna rapport har även till en viss del påverkat projektets gång. Utvärderingen visar att systemet ger upphov till en årlig energibesparing på i genomsnitt 5% i de deltagande fastigheterna. Spridningen i resultatet är dock stor, för en av fastigheterna kan ingen energibesparing alls garanteras medan den fastighet som uppvisar bäst resultat uppnår en besparing på drygt 9% av årsanvändningen. Huruvida inomhuskomforten påverkas utav laststyrningen går inte att fastställa av denna utvärdering då antalet mätpunkter för inomhustemperaturen varit begränsat. Möjligheten finns att tillfälligt reducera effektbehovet i fastigheter som fjärrstyrs. En effektreducering på medel 20-30% är möjlig att göra under en tretimmarsperiod. Resultaten från de flesta fastigheterna visar på att reduceringens storlek är som störst den första timmen som fjärrstyrs och avtar under styrningens gång. Efter styrningstillfällen uppkommer det i de flesta fallen ett ökat effektuttag, detta kan uppgå till 13% och risken finns att det ökade behovet kan inverka negativt på fjärrvärmeleverantören. Utvärderingen tyder också på att systemet tillfälligt sänker returledningstemperaturen på primärsidan från de fastigheter som laststyrs, vilket är positivt för fjärrvärmeleverantörer som Tekniska Verken. Om systemet installeras i stor skala i Linköpings fjärrvärmesystem så visar beräkningar att Tekniska Verken skulle göra en mindre vinst. Detta genom att fjärrstyrningen innebär systemövergripande fördelar så som sänkta returledningstemperaturer, minskade produktionskostnader och en möjlighet att tillfälligt reducera effektbehovet hos kund och därmed skulle Tekniska Verken i en viss mån ha möjlighet att styra sin produktion.

This study has explored the potential for lowering the subscripted power of 25 MW for one of the connection points between the local power grid and its overhead power grid for a local grid owner. The potential for doing so through hard, direct load control of electrical domestic heating and domestic water heating for detached houses with a fuse size of 16-25 A is evaluated for 12 different scenarios. The scenarios are found by combining a customer participation of 25, 50, 75 and 100 percent with a maximum allowed duration for load control of two, three and four hours respectively. A function describing the need for electrical power for domestic heating as dependent of the outdoor temperature is developed and combined with a model that is used for simulating hot water usage and a model that describes the power demand of a domestic water heater. Furthermore, a control function is incorporated to ensure that households are not subjected to load control for a longer period than allowed and that all households bear the same burden in this respect.  The results show that a power of 1,0-4,1 MWh/h can be redistributed, but that the potential is heavily limited by the returning load that occurs. Due to the long duration of the critical peaks that are being redistributed, up to 5-10 hours, returning load occurs even though load control has not yet been finalized. The returning load leads to a bigger amount of power having to be redistributed and therefore limits the potential for the new subscripted power that can be achieved. Furthermore, the maximum aggregated power for the investigated year amounts to 25,9 MW. Still, a new subscripted power of 21,8–24,9 MW is theoretically deemed to be achievable. The most likely outcome however is thought to be a lowering of the subscripted power to at least 23,4–24,4 MW, having taken the composition of type of heating systems as well as the most likely customer participation into account.

I projektet bestäms kostnadseffektiviseringen som genereras vid användning av en ny smart systemlösning för värmepump, som installerats i två hus inom Växjö kommun. Systemlösningen styr uppvärmningen och varmvattenberedningen anpassat till billiga elpriser som oftast uppstår under natten. Kostnadsbesparingen avgörs genom att beräkna vad elförbrukningen kostade med timprisavtal där elprisstyrningen har en inverkan, för vilken sedan jämförs med fiktiva kostnader som motsvarar samma elförbrukning men med antingen rörligt timprisavtal eller fast timprisavtal. Det utförs även en livcykelkostnadsanalys med estimerad återbetalningstid för styrsystemet.  Resultaten av projektet påvisar att systemlösningens verkan genererar lönsamma kostnadsbesparingar med elprisstyrningen som för husen kan variera månadsvis mellan 10–30% i Ängabro och 5–27% i Öjaby med rörligt jämförpris. För huset i Ängabro uppgår kostnadsbesparingen till 4 207 kr totalt för hela perioden som systemlösningen använts i, ungefär 15 månader. För huset i Öjaby, där systemlösningen har använts en kortare period, ungefär 9 månader, har totala kostnadsbesparingen uppgått till 1 901 kr. LCC-analysen resulterade i en total livscykelkostnad på 14 502 kr under 10 år som systemlösningen förväntas kunna användas. Återbetalningstiden för husen i Ängabro och Öjaby blev 1,4–1,7 år respektive 2,0–2,2 år utan hänsyn till kalkylränta.

To meet new regulations and the demand for a more sustainable energy system, the electricity grid will play an important role. Since the grid owners operate in a monopoly environment a regulating authority, the Swedish Energy Markets Inspectorate (Ei), sets a revenue cap that determines their profits. Changes were made for the regulating period 2016-2019, which now states that grid operators no longer can charge their customers with already depreciated grid components. To spur the grid operators to invest in smarter and more efficient technology, Ei also introduced two new economic incentives to make companies decrease their electricity losses and use the grid more evenly. The first aim of this thesis was to investigate how this new regulatory framework affected the grid operators, by performing interviews and sending out a survey. The result showed that the new regulatory decreases the grid operators’ profitability and also affects their investment strategies. The age of a grid has become more important than both efficient use of the grid and voltage quality when considering investments, since age now has a major impact on the profits. The new incentives however, has almost no effect on the way the grid operators act. The second aim of this study was to investigate how much a grid operator could save with these new incentives. A case study were conducted at Upplands Energi, a small local grid operator, and calculations with their usage data were performed in MATLAB. The results showed that load management by installing control equipment on costumers’ heat pumps and thereby decreasing their power peaks, could save money. By connecting 500 customers Upplands Energi could save about 150 000 SEK per year, and with 5 000 customers they could save almost half a million SEK per year.

This study analyses a carport located in the Hylte municipality equipped with eight EV charging stations that use solar panels as its only roof material. The main focus of the report is to review the maximizing of internal electricity consumption, implementation of load management, effects on the local grid and to report general improvements. Data was collected from driving logs, analysis of charging patterns and the inverter. The data was then compiled with the software Polysun and MS Excel for further investigation of internal electricity consumption, load management, electricity quality and more. The report shows that there is a 29.1 % internal energy consumption and that implementation of a 100 kWh battery may raise it to as much as 57.4 %. It also shows that there is a possibility of saving up to 39 238 SEK per year with the implementation of load management and that a 19 % increase of electricity production would be possible if the construction had the optimized direction and roof angle.