Småskaliga vattenkraftverk regleras vanligtvis med avseende på vattennivån i magasinet eller vattenflödet, utan hänsyn till efterfrågan på elkraft. Examensarbetet utfördes på uppdrag av Fortum Generation som önskade att undersöka möjligheten att istället automatiskt optimera planeringen och regleringen av de småskaliga vattenkraftverken med hänsyn till prisbild, verkningsgrad, vattensituation, miljödomar, miljöhänsyn samt mekaniskt slitage. En optimeringsalgoritm framtagen i en parallellt pågående studie låg till grund för examensarbetet. En prototyp som skulle autoplanera produktionen och reglera ett enskilt vattenkraftverk skulle utvecklas, där det genom simulering skulle fastställas om en realisering av optimeringsalgoritmen i ett verktyget är möjlig och lönsam. Båthusströmmen, som användes som testobjekt för examensarbetet, ägs av Fortum och är ett småskaligt vattenkraftverk i Österdalälven. En kostnadseffektiv prototyp av ett optimeringsverktyg för automatisk planering och reglering av småskaliga vattenkraftverk utvecklades och testades genom simulering. Prototypen utvecklades i form av en mjukvara vilken utför optimeringen och kommunicerar kontinuerligt med befintliga optimerings-, övervaknings- och styrsystem. Resultaten av utförda kommunikationstester och simulerade optimeringar visade att en realisering av algoritmen i ett optimeringsverktyg är möjlig och förväntas öka effektiviteten för Båthusströmmen och därmed öka intäkterna för kraftverket. / Small-scale hydropower plants are usually controlled considering either the reservoir level or the water flow, regardless of the electricity demand. This thesis was conducted on behalf of Fortum Generation that wanted to investigate the possibility to automatically optimise the production plans and control of small-scale hydropower plants based on electricity price, generator efficiency, water situation, environmental restrictions, environmental concerns, and mechanical wear. The thesis is a continuation of a study where an optimisation algorithm was developed. A prototype that could automatically plan the production and control of an individual hydropower plant would be developed, and then based on simulations it would be determined if an implementation of the algorithm in an optimisation tool is possible and profitable. Båthusströmmen, the test case for this thesis, is owned by Fortum and is a small-scale hydropower plant in Österdalälven. A cost-effective prototype of an optimisation tool for automated planning and control was developed and tested through simulations. The prototype was developed as a software that performs the optimisation and communicates continuously with the existing optimisation, supervisory and control system. The results of the communication tests and optimisation simulations showed that an implementation of the algorithm in an optimisation tool is possible and is expected to increase the efficiency of Båthusströmmen and therefore increase the profit of the power plant.

Småskaliga vattenkraftverk har varit en viktig del för landsbygden på många platser runt om i Värmland under en lång tid. Men vad som en gång var en vital del för landsbygdens utveckling är idag något som hotar de naturliga bestånden av fisk och vattenlevande fauna. Småskaliga kraftverk som inte är miljöanpassade står ofta i vägen för att ett vattendrag ska kunna uppnå god ekologisk status enligt EU:s miljömål. Detta görs för att skapa en hållbar utveckling för en hållbar framtid. Men att miljöanpassa ett kraftverk är en process som är mycket utmanande, tidskrävande och dyr för de enskilda kraftverksägarna. Bara processen kan kosta över hundra tusen kronor och då är inte kostnaderna för miljöanpassningarna inräknade. Miljöanpassningarna som ofta utgörs av konstruerandet av fiskvandringsvägar kan uppnå kostnader på flera miljoner kr. Om inte kraftverksägaren kan, vill eller tillåts tillståndsprövas hotas verksamheten av utrivning vilket även det resulterar i dyra kostnader och eventuellt polisanmälan för verksamhetsägaren. Hur än ägarna gör så är de ovilligt satta i situationer där de på ett och ett annat sätt kommer förlora stora summor och utsättas för psykiskt påfrestande processer. Denna uppsats ämnar att kritiskt granska just hur de ekologiska, ekonomiska och sociala principerna i hållbar utveckling vägs mot varandra i tillsyn och tillståndsprocesserna gällande småskaliga vattenkraftverk i Värmland. / Small scale hydropower stations have been a vital part for the rural areas in Värmland, Sweden for a long time. But what once was a vital part for the rural development in the areas is today threatening the natural habitats and species in the rivers. Small scale hydropower stations that are not environmentally adapted often hinder the streams they are in to achieve good ecological status according to the environmental goals set forth by the European Union. This is done so that sustainable development and a sustainable future can be set in motion. But to adapt a small scale hydropower station is no easy feat. It's a highly challenging, expensive and time demanding for the individual owners. The process itself can cost up to several hundreds of thousands in Swedish crowns, and that's without counting the environmental adaptations that might be installed. Fish ladders are often the preferred choice and the cost of constructing one could cost several millions of Swedish crowns. if the owner of the power plant is unable, not willing or not allowed to have his/hers power plant authorized the dam risks being torn down and the owner risk getting charged with criminal activity. Whatever the owners choose to act they are stuck in between a rock and a hard place. They are forced to pay huge sums regardless of the outcome not to speak of the mental strain the processes places upon the owners. This essay aims to critically review how the ecological, economic and social principles of sustainable development are weighed against one another in the oversight process and the permission process regarding small scale hydropower stations.

I Sverige finns cirka 2000 vattenkraftverk men endast 10 procent har någon form av omlöp eller annan lösning (Risinger, 2012). Nya, strängare regler håller nu på att införas. Sedan 2014 finns en gemensam strategi från Energimyndigheten och Havs- och vattenmyndigheten för åtgärder i svensk vattenkraft (Risinger, 2014). En godkänd fiskväg är ett av kraven.Särskilt den småskaliga vattenkraften (energitillförsel under 10 MWh enligt Risinger (2012)) drabbas. Deras intäkter står många gånger i proportion till energiproduktionen och därmed saknas ofta de ekonomiska förutsättningarna för en fiskväg. Vidare kommer en del av vattnet, och därmed potentiella inkomster, att gå förlorade. Den här undersökningen syftar till att utröna vad ett omlöp får för konsekvenser i form av effektförluster. Det är naturligtvis omöjligt att komma fram till ett universellt svar. Istället mäts förlusterna hos ett specifikt mindre verk som redan har ett omlöp: Åby vattenkraftverk som ägs och drivs av Växjö kommun. Metoden som används är traversering i kombination med hydroskopisk flygel. Sedan tidigare finns beräknade värden från kommunen för flödet i omlöpet. Dessa jämförs med undersökningens uppmätta värden. Undersökningen visar att vid normalt vattenstånd (165,13 MÖH) flödar 167 ± 10 l/s vatten genom omlöpet. Detta är ett 70 l/s större flöde i jämförelse med kommunens beräknade värde. Förklaringar till den skillnaden ges av mätfel då djupet mättes och att inloppet hade byggts om mellan kommunens beräkningar och utförda mätningar. Även den formel som användes då de beräknade värdena togs fram föreslås som en tänkbar felkälla. 167 ± 10 l/s innebär ett bortfall om 4,2 ± 0,3 kW potentiell effekt. / There are around 2000 hydropower plants in Sweden, but only 10 percent of them has a bio channel, fishway or equivalent solution (Risinger 2012). New, more strict rules are now about to be introduced. Since 2014 there is a mutual strategy from the two Swedish authorities ”Energimyndigheten” and ”Havs- och vattenmyndigheten”, which demands multiple actions from Swedish hydropower. (Risinger, 2014). An approved fishway is one of these.The small-scale hydropower plants (plants who produce less than 10 MWh according to Risinger (2012)) are especially affected from this. Their income is proportional to their production and therefore they’ll usually lack the economical ability to build a fishway. Furthermore, a part of the streaming water (which otherwise would equal income) will get lost. This study aims to decide the loss of effect a fishway causes. Of course, it is impossible to derive a universal answer. Instead the losses are measured at a specific smaller plant that already has a fishway: Åby hydropower plant that is owned and operated by Växjö municipality. Method being used is traversing in combination with a turbine flow meter. There are already calculated flows made by the municipality. These values will be compared with the measured values. The study shows that at a normal water level (165,13 m.a.sl) 167 ± 10 l/s of water is streaming through the fishway. This is a 70 l/s bigger flow in comparison with the municipality’s calculations. An explanation to this difference is given by measurement errors when the depth was measured, that the intake had been modified between when the calculations was being made and when the study’s measurements took place. Also, the formula being used for the calculated values is proposed as a possible source of error. 167 ± 10 l/s will result in a loss of 4,2 ± 0,3 kW potential effect.

Vattenkraftverk utgör vandringshinder för den akvatiska faunan i vattendrag. Den vandrande fisken hindras från att nå sina lekområden vilket har lett till ett minskat bestånd. Omprövningen som ska ske av vattenkraften i Sverige kommer att ställa högre krav på miljöanpassningar och bevarandet av ekologin. Elbristen i Europa har lett till en paus av omprövningen. Pausen möjliggör för att få ytterligare kunskap kring utförandet av restaureringsarbetet innan implementeringen. Studiens syfte var att identifiera vilka utmaningar och möjligheter som finns med restaureringsarbetet av vattenkraft, både ur ett socialt och ekologiskt perspektiv. Metoden utgjordes av ett flertal intervjuer med personer som för studien hade relevant kunskap. Resultatet visar på att det finns möjligheter och utmaningar inom samarbete, finansiering och restaurering. Slutsatsen av studien var att omprövningen är en grund till förbättrat arbete som bidrar med tydligare riktlinjer för samarbete, en miljöfonden som kan finansiera miljöanpassningarna och att restaureringsåtgärder faktiskt kommer implementeras. Utmaningarna som identifierades var konflikten mellan olika intressen, den varierande effektiviteten av en fiskväg och kostsamma miljöanpassningar. En utrivning ger snabba positiva förändringar och kan också därför anses vara den mest effektiva miljöanpassningen. Slutligen, restaurering av vattendrag är värdefullt för den akvatiska faunan. / Hydroelectric power plants constitute migration barriers for the aquatic fauna in watercourses. The migrating fish are prevented from reaching their spawning areas, which has led to a reduced stock of fish. Omprövningen of hydropower in Sweden will place higher demands on environmental adaptations and the preservation of ecology. The electricity shortage in Europe has led to a pause of omprövningen. The pause makes it possible to gain additional knowledge about the execution of the restoration work before the implementation. The purpose of the study was to identify which challenges and opportunities exist with the restaureation of watercourses with hydropower, both from a social and ecological perspective. The method consisted of several interviews with people who had relevant knowledge for the study. The results showed that there are opportunities and challenges with cooperation, financing and restoration. The conclusion was that the omprövning contributes with possibilities such as clearer guidelines for cooperation, the environmental fund that can finance the environmental adaptations and that restoration measures will actually be implemented. The identified challenges were conflicts between different interests, the varying efficiency of a fish passage and financing the expensive adaptations. A removal produces rapid positive change and can therefore be considered the most effective environmental adaptation. Finally, restoration of watercourses is valuable for the aquatic fauna.