In association with Sweco Energuide, two different futurescenarios have been developed regarding how the power gridcustomers might use the power grid in 10 years. In the firstscenario, scenario high load, the customers will not use anyenergy storage or load management. As a result their power demandwill increase drastically. If the customers act as in the secondscenario, scenario low load, they will see the potential ininvesting in energy storage and load management to reduce theirpower grid costs. The study has explored the economic incentivesto invest in scenario low load, which factors will affect thechoice of scenario low load and what will push the customers tochoose between the scenarios.The purpose of the study has been fulfilled by hearing theexperts’ prognosis for the future and doing a net present valueanalysis to examine the economic incentives. Power grid companieswill charge the maximal power output and if the customer do notmake any active choices it will lead to higher electrical costs.The economic incentives are mainly dependent on which choices thecustomers make regarding how the car is charged. By choosing lowercharge power and by consuming the power during time periods withlower electrical costs the customer can find incentives to act asscenario low load. If there is a time dynamic tariff theincentives increases. Even though the battery technologies andload management techniques are constantly developed the costs aretoo high and reduce the profitability of scenario low load.

Projektarbetet har gått ut på att vädersäkra elnätet i ett glesbebyggt område öster om Falkenberg i Hylte kommun. Genom att skriva rapporten har man fått en mer fördjupad kunskap hur en projekteringsprocess av ett distributionsnät fungerar och hur de olika komponenterna påverkar miljön. Detta har genomförts på ett modernt och branschförankrat sätt med hjälp av lämpliga verktyg och beräkningar. Datorprogrammet Digpro, dpPower, har används för att placera ut komponenter och kabelvägar för att utföra samtliga beräkningar för elnätet. Därefter har platsbesök utförts i det aktuella området för att stämma av att kartinformationen stämmer med verkligheten. Genom att utföra kontrollberäkningar för hand i enlighet med svensk standard SEK Handbok 444 har man i rapporten försökt att finjustera beräkningsresultaten från dpPower och därav minska på materialåtgången. Projekteringen har utgått från E.ONs tekniska riktlinjer som är ett dokument som ställer krav och allmänna riktlinjer hur en projektering skall utföras i E.ONs elnät. Resultatet av arbetet har inneburit att befintliga luftledningar och stolpstationer kommer att rivas och ersättas med nya jordkablar och markstationer. Elnätet är uppbyggt i radiellt utförande på grund av långa ledningssträckor mellan stationerna och med få anslutna kunder. Genom att förlägga jordkabel blir nätet mer leveranssäkert. Den beräknade kostnaden för projektet uppgår till ca 3,7 miljoner kronor.

Umeå Energi are working towards a goal, that in the year of 2018, they will be completely climate neutral. As a part of this, one target is to reduce their grid losses by 4 % of the 2012 level, which corresponds to an overall reduction of the grid losses of just over 1.7 GWh. In many residential areas, the distribution grid is designed and rated for electric heating as the heating in the houses. As many of the houses later has been converted to other types of heating, their electricity use has decreased and the total power output from many of the secondary substations has decreased significantly. Because of this, many of these stations today are well oversized, which in turn means that the energy losses in these stations are unnecessarily high. In this degree project, 25 secondary substations have been studied, all located in residential areas in and around central Umeå. All of the stations have an installed capacity of 1600 kVA, evenly distributed over two transformers, with 800 kVA each. For each station the annual energy losses has been calculated, and based on economy and environmental factors, various actions has been presented and recommended. The actions are either direct, which means they only require that transformers are turned off during all or part of the year, or long-term, which means they require investments. The recommended direct actions for these 25 stations, will lead to a potential energy loss reduction of 188 MWh per year, which corresponds to 70 000 SEK or 118 tons of carbon dioxide emission. This represents approximately 11 % of the total target in energy loss reduction and can be done immediately, with no need for investments. For long-term actions a possible 424 MWh can be reduced, which would represent about 25 % of the target, although that would require an investment of 5.12 million SEK.

Svenska kraftnät, which is the authority responsible for the Swedish national grid, performs cost-benefit analysis (CBA) to assess which of different investment projects that are of greatest benefit to society. The environmental impacts are also estimated during this analysis. In this paper, a tool for estimating the environmental impacts during the lifetime of a grid component has been developed with the purpose of enabling a more complete environmental evaluation. A life cycle assessment was performed to develop the tool. The impact categories that have been studied are climate change (kg CO2-eq), freshwater eutrophication (kg P-eq), particulate matter formation (kg PM10-eq) and terrestrial acidification (kg SO2-eq). To be able to compare the environmental effects with other costs and benefits in the CBA a monetary valuation of the impact categories has been established. The result of this paper indicates that the AC-overhead line is the technology that contributes with the lowest environmental impact during the life cycle. This result, however, is obtained when analyzing different technical alternatives with the same preconditions, which rarely is the case in real projects. The result can therefore differ between different investment projects. The tool enables an assessment of the environmental impacts of different investment projects in the Swedish national grid, and is therefore an important part of the cost-benefit analysis to determine which alternative is best suited.

Det här examensarbetet är utfört på uppdrag av Vattenfall Eldistribution AB och utfördes på deras kontor i Trollhättan. Syftet med projektet var initialt att påvisa att den idag planerade vägen till SAIDI-målet år 2025, troligen kommer att te sig annorlunda jämfört med de ursprungliga målen. Detta på grund av alla investeringar som görs i elnätet. Med dessa investeringar följer många driftorder, vilket ofta innebär planerade avbrott för kunderna. Det som undersöks är de eventuella störningar som kan kopplas till ett planerat avbrott. Det vill säga, om det har blivit ett följdfel på grund av ett planerat arbete, vilket orsakat ett kundavbrott som varade i minst tre minuter utöver den planerade avbrottstiden. Enligt Energimarknadsinspektionen delas begreppet elkvalitet upp i två olika parametrar; leveranssäkerhet och spänningskvalitet. Detta arbete fokuserar endast på leveranssäkerhet, närmare bestämt de långa avbrotten, vilket innebär avbrott som varar längre än tre minuter. För att elnätsbolag ska kunna jämföras finns det ett antal olika avbrottsindikatorer som exempelvis SAIDI och SAIFI. SAIDI är ett mätetal som fås fram genom kvoten mellan antalet kundavbrottsminuter och det totala kundantalet. Det resultat som framkommit går inte att rättvist jämföra med de historiska SAIDI-resultat som Vattenfall Eldistribution AB presenterar, då olika varianter av SAIDI används. Resultatet visar dock att en betydelsefull påverkan på SAIDI fås på grund av att det uppstår följdfel vid vissa kopplingar som görs i nätet, i samband med planerade arbeten. Dessa följdfel kan exempelvis bero på att en frånskiljare går sönder, fel i dokumentationen vilket leder till att fel apparat manövreras eller på grund av den mänskliga faktorn. / This thesis is made on behalf of Vattenfall Eldistribution AB and was conducted at their office in Trollhättan. The purpose of the project was initially to reveal that the way to the 2025‘s SAIDI-goal, probably will deviate from the original goal. This because of the many investments that are made in the power grid. These investments often lead to many switching schedules which often, for the customers, mean a planned interruption of the power supply. What is to be investigated is if there are any disturbances which are related to a planned interruption. Namely, if there was a secondary fault caused by the planned work, that caused a customer interruption that lasted longer than three minutes aside from the planned interruption time. According to Swedish Energy Markets Inspectorate, the concept of power quality divides into two different parameters; continuity of supply and voltage quality. This work will only focus on the continuity of supply, more particularly the interruptions which last more than three minutes. To enable comparison between electrical companies there are a few interruption indicators which for example are SAIDI and SAIFI. SAIDI is the quota of the total customer interruption time and the total customer quantity. The result that has been shown is not comparable to the historical SAIDI-results which Vattenfall Eldistribution AB presents, since different variations of SAIDI is being used. The result shows that a meaningful impact is to be received because of secondary faults occurring with some of the switching done in the grid, due to planned work. These faults could for example be rooted in a disconnector failing, flaws in the documentation that lead to manoeuvres of the wrong device, or simply because of the human factor.

Syftet med denna rapport är att beskriva och vidareutveckla en modell för att bestämma uttagsrätt till kunder med avseende på strömövertoner, på uppdrag av Vattenfall Eldistribution. Modellens syfte är att är kunna ta fram övertonsströmmar för varje abonnemangstyp genom att studera hur strömövertoner sammanlagras i elnätet och hur kunder påverkar varandra. Denna modell ska beskrivas, då dokumentationen var bristfällig både kring det tidigare arbetet och framtagningen av modellen. Modellen ska även vidareutvecklas för att bli mer flexibel. Övertoner är ett elkvalitetsfenomen som förekommer i elnätet. Övertoner alstras av olinjära laster i nätet, till exempel elbilsladdare, lågenergilampor och solcellers växelriktare. En för hög halt av övertoner kan orsaka varmgång i motorer och transformatorer, ökade förluster i ledningar och att elektronisk utrustning kan fungera sämre eller inte alls. Det finns flertalet dokument, såsom föreskrifter, standarder och rapporter, som berör emissionsnivåer för övertoner. I rapporten sammanfattas tre av dessa för att ge en bakgrund till vad som är reglerande när denna rapport skrivs, under slutet av 2018. Två av dessa dokument fokuserar på spänningsövertoner, vilket även Vattenfall Eldistributions interna styrande dokument gör. Vattenfall Eldistribution har ett behov av att ta fram en metod för att bestämma emissionsnivåer för strömövertoner, där beräkningsmodellen är en del i processen. För att beskriva modellen utfördes en noggrann analys och kartläggning av dess olika ingående steg. Därefter vidareutvecklades modellen till att bli mer flexibel och förenklades jämfört med den ursprungliga modellen. Den ursprungliga modellen anses uppfylla sitt syfte, därför har inga strukturella förändringar gjorts. De förändringar som gjorts har införts för att modellen ska bli så flexibel som möjligt att använda. För att användaren lättare ska kunna förstå modellens uppbyggnad presenteras ett flödeschema som beskriver modellen. Författarna anser att en utförlig och detaljerad beskrivning av modellen har framställts och uppfyller sitt syfte i att ge representativa värden för uttagsrätt. Modellen har omarbetats för att bli mer flexibel och är numera mer överskådlig för användaren. Dock poängteras att den indata som används bör vara av god kvalitet, eftersom det starkt påverkar resultatet. / The purpose of this report is to describe and develop a model used to determine demand permissions regarding power quality on behalf of Vattenfall Distribution. The purpose of the model is to calculate the level of current harmonics allowed for different types of energy subscriptions by studying how harmonics spread in a power grid and how subscribers affect each other. This model needs to be described seeing that the documentation of the original model was lacking. The model also needs to be further developed to increase the flexibility and its ease of use. Harmonics are a phenomenon that occurs on the power grid and are generated by non-linear loads like EV-chargers and photovoltaic systems. If the harmonic distortion level is too high, grid connected electronics can experience issues or stop working. There are a number of standards, reports and regulations regarding emission rights considering harmonics. This report summarizes three of these as a background to how emissions are regulated today (2018). Two of these papers focus on voltage harmonics levels which is also the case for Vattenfall Distributions governing documents. Vattenfall Distribution needs to develop a new method to determine these current harmonics emission levels, and the model is a part of that process. A thorough analysis and mapping of the model were made to produce the documentation for the model. The model was then further developed to allow for more flexibility and could be simplified compared to the original model. The original model is considered to fulfil its purpose and therefore no structural changes have been made. The changes that have been made have been implemented to make the model as flexible and user friendly as possible. To help the user to understand the model, a flowchart was made to describe the structure and internal workings of the model. The authors believe that a thorough and detailed documentation of the model has been produced and that the model fulfills the purpose of producing representative values to determine demand permissions regarding power quality. The model has been restructured and is now perspicuous and easy to use. However the result from the model is highly dependent of the input data and it's important that it is of good quality.

Ett uppmärksammat problem i elnätet är den ökande halten av övertoner. I ett elnät som är fritt från övertoner förekommer enbart en grundton men i vissa fall förekommer strömmar, och spänningar, med andra frekvenser och då innehåller nätet en viss halt övertoner. När anslutna belastningar är olinjära uppstår övertoner. Det är huvudsakligen ökningen av dessa typer av belastningar i elnätet, till exempel elbilsladdning och datorer, som ger upphov till den ökande övertonshalten. Med anledning av ovannämnda problem med övertoner utförs detta examensarbetet på uppdrag av Megger Sweden AB i Stockholm. Syftet är att studera övertoners inverkan på relätripptiden hos ett elektromekaniskt överströmrelä som finns installerad i kraftnätets kontrollanläggningar. Testerna utförs med testinstrumentet Sverker 900 och med ett elektromekaniskt överströmsrelä, ett RI-relä av märket ASEA. För testning av RI-reläet följs en svensk standard, en kommande internationell standard och instruktioner från uppdragsgivare. Resultaten från testerna visar på skillnader mellan tripptiden med övertoner och tripptiden för enbart grundtonen. Slutsatser baserade på studiens resultat är dels att överströmsreläet är långsammare vid svaga strömmar, det vill säga 2,8 A och 3 A, eller har för långa tripptider i förhållande till beteendet utan övertoner. Dels att det är svårt att säkerställa ett signifikant samband mellan närvaron av övertoner och påverkan av relätripptiden vid medel och starka strömmar, det vill säga 4 A till 8 A, eller vid kortare tripptider. Baserat på studiens resultat skulle det vara intressant att testa med flera övertonsnivåer. En rekommendation för liknande framtida studier är att bara testa vid låga strömmar, långa tripptider och långsamma diskhastigheter, eftersom detta skulle underlätta möjligheten att uppnå en mer överskådlig resultatanalys. / A problem that has been noticed in the electricity grid is the increase in level of harmonics. In some cases, there may also be currents or voltages with frequencies that differ from the fundamental tone and this leads to the grid having harmonics meaning that when loads and components in the electricity grid are not sinusoidal, harmonics occur. For example, an increase in these types of loads e.g. charging an electric car or computers, in the electricity grid gives rise to an increasing harmonic content. In view of the aforementioned, this thesis has been carried out in collaboration with the Megger Sweden AB, Stockholm, as the official client for this study. The purpose here is to study the effect of harmonics on the relay trip time of an electromechanical overcurrent relay that is installed in the power grid's control facilities. The tests are performed with the test instrument Sverker 900 and an electromechanical overcurrent relay, ASEA RI. For testing the RI relay, a Swedish standard, an upcoming international standard as well as instructions from the client have been thoroughly followed and applied. The results of the tests shows the difference between the trip time with harmonics and the trip time for the fundamental tone. Conclusions based on the results are partly that the overcurrent relay is slower at weak currents, that is 2.8A and 3A respectively, as well as for long trip times in relation to the behavior without harmonics. According to the findings conducted herein, there is no significant correlation between the presence of harmonics and the influence of the relay trip time on medium and strong currents, between 4A-8A, or on shorter trip times. By reason of the time constraint experienced in conducting this study, the results and findings reached leaves a sound potential and promise for future tests conducted at different harmonic levels. A future recommendation for similar studies will be to test only at low currents, long trip times and slow disk speeds as this would facilitate the possibility of fulfilling a more robust result analysis.

Frågan om elnätspriser och investeringar i elnät kan tyckas banal, men den är viktig ur flera dimensioner. Elnäten är en absolut tvingande förutsättning för det samhälle vi har i Sverige idag. Detta genom att det inte finns någon funktion i samhället som fungerar några längre stunder utan elkraft. Naturligtvis kan elkraft från elnäten ersättas lokalt och under begränsade tider, men det finns idag inte något sätt att vidmakthålla ens de mest grundläggande samhällsfunktionerna någon längre tid utan ett fungerande elnät. Inte heller kommer någon del av den svenska basindustrin fungera utan elkraft. De senaste åren har diskussionens vågor gått höga kring de svenska elnäten. Det diskussionerna kring elnäten handlar om är sällan tillgängligheten, tillförlitligheten eller strömkvalitetsperspektiv utan det som diskussionen oftast handlar om är kostnaden för kunden att vara ansluten till ett elnät och för att ha möjligheten för att ta emot elkraft. För att ett elnät skall kunna fortsätta sin verksamhet krävs det att elnätsföretaget har ekonomisk möjlighet att styra, övervaka, drifta och underhålla infrastrukturen samt att ha möjlighet att reinvestera i den befintliga nätinfrastrukturen. För att elnätet skall kunna växa krävs det att det är möjligt att ansluta nya kunder med lönsamhet. Det kan sägas vara ett elnäts ekonomiska randvillkor att det kan påräkna en skälig avkastning för att inte ägarna, i förlängningen, inte skall avveckla verksamheten eller tvingas bedriva verksamheten på ett sådant sätt att den levererade tjänstekvaliteten inte motsvarar kundernas behov och efterfrågan. Mot behovet av en skälig avkastning ställs kundernas rätt till rimliga priser. Dessutom torde det ligga i alla intressenters intresse att elnätens verksamhet innehåller möjligheten till en utveckling av hållbarheten ur ett socialt, ekonomiskt och miljömässigt perspektiv. Baserat på problemdiskussionen ovan har följande frågeställning valts:  -  Hur kan elnätens intäktsreglering utvecklas för att göra den mer hållbar ur ett intressentperspektiv? Syfte Syftet med denna uppsats är att visa på hur regleringen av de naturliga elnätsmonopolen kan utvecklas för att tillvarata elnätens intressenters och själva elnätsverksamhetsutövarnas intressen i form av såväl tillgänglighet och kvalitet som skäliga priser och acceptabel avkastning. Metod Inledningsvis företas en litteraturstudie av litteratur och artiklar med anknytning till problemområdet samt den tillämpliga lagstiftningen med tillhörande regelverk i form av föreskrifter och förordningar. Efter litteraturstudien genomförs semistrukturerade intervjuer med representanter för olika intressenter eller intressentgrupper. Erfarenheterna från de mera ostrukturerade intervjuerna med företrädare för olika intressentgrupper sammanfattas sedan för ge uppslag till hur intäktregleringen av elnäten kan utvecklas för att uppnå en ökad hållbarhet över tid. Avgränsningar Uppsatsen avser att behandla distribution via elnät ur ett konsumtionsperspektiv och har därför inte för avsikt att behandla frågeställningar rörande anslutning av elanläggningar eller frågeställningar som primärt berör elproducenter eller elhandel.  Avgränsning görs också till lokalnät/områdesnät. Särskilt fokus ligger på intäktsregleringen. Övriga delar av regleringen av elnäten kommer inte att beröras annat än möjligen i förbigående. Undersökningen utgår från innevarande reglerperiod för 2016-2019 och skall ses som en ansats till diskussionsunderlag inför reglerperioden 2020-2023. Resultat och slutsatser De slutsatser som kan dras av det genomförda arbetet är att det finns ett upplevt behov av en utveckling av elnätens intäktsreglering. Den upplevda utvecklingspotentialen finns främst inom det ekonomiska området, men de miljömässiga aspekterna måste beaktas för att undvika ekonomisk och miljömässig suboptimering över tid. Utvecklingen bör fokusera på att skapa en acceptans för intäktsmodellen bland intressenterna samt att skapa en samsyn på vilka överordnade principer som skall gälla för elnätens intäktsreglering.

<p>I den här uppsatsen undersöks om nätbolagen vinstmaximerar genom att simulera hur tarifferna skulle se ut givet att nätbolagen agerade som vinstmaximerande monopolister och sedan jämföra resultaten med befintliga tariffer. De tariffer som kommer att undersökas bygger på principen om s.k. icke-linjär prissättning, och vi studerar en tvådelad tariff. Vi studerar i den här uppsatsen marknaden för småhus med 16A mätarsäkring, där efterfrågan på el varierar betydligt, eftersom det ingår hushåll både med och utan elvärme i denna kategori, samtidigt som mätarsäkringen inte kan användas som instrument för att prisdiskriminera. Tre tariffalternativ granskas: enhetlig tariff (alla hushåll debiteras samma rörliga och fasta pris), differentierad tariff (hushållen kan välja mellan lågt fast/högt rörligt pris eller det omvända) och slutligen tariff med kvantitetsbegränsning (den fasta avgiften ökar då hushållen överstiger en viss kvantitet). Tarifferna optimeras i en enkel modell som får representera marknaden, som består av en låg- och en högförbrukare. Utfallen av de olika tarifferna jämförs sedan med avseende på bl.a. prisnivåer och välfärdseffekter De simulerade tarifferna jämförs slutligen i sin tur med de befintliga som tillämpas av de största nätbolagen i Sverige idag. Givet våra marknadsmodeller finner vi inget stöd för att de granskade nätbolagen vinstmaximerar.</p>

I den här uppsatsen undersöks om nätbolagen vinstmaximerar genom att simulera hur tarifferna skulle se ut givet att nätbolagen agerade som vinstmaximerande monopolister och sedan jämföra resultaten med befintliga tariffer. De tariffer som kommer att undersökas bygger på principen om s.k. icke-linjär prissättning, och vi studerar en tvådelad tariff. Vi studerar i den här uppsatsen marknaden för småhus med 16A mätarsäkring, där efterfrågan på el varierar betydligt, eftersom det ingår hushåll både med och utan elvärme i denna kategori, samtidigt som mätarsäkringen inte kan användas som instrument för att prisdiskriminera. Tre tariffalternativ granskas: enhetlig tariff (alla hushåll debiteras samma rörliga och fasta pris), differentierad tariff (hushållen kan välja mellan lågt fast/högt rörligt pris eller det omvända) och slutligen tariff med kvantitetsbegränsning (den fasta avgiften ökar då hushållen överstiger en viss kvantitet). Tarifferna optimeras i en enkel modell som får representera marknaden, som består av en låg- och en högförbrukare. Utfallen av de olika tarifferna jämförs sedan med avseende på bl.a. prisnivåer och välfärdseffekter De simulerade tarifferna jämförs slutligen i sin tur med de befintliga som tillämpas av de största nätbolagen i Sverige idag. Givet våra marknadsmodeller finner vi inget stöd för att de granskade nätbolagen vinstmaximerar.