The current energy crisis with sky-rocketed prices has created the need for new sustainable solutions in the energy production sector. The REPowerEU Plan, presented by the European Commission, has taken up on this and has established measures to accelerate the introduction of new renewable energy capacity in Europe, such as the designation of “go-to areas” by Member States to shorten authorization permits in areas with high potential and low environmental impacts. This thesis develops a method for the identification of possible hydropower “go-to areas” in Sweden. A study of the rivers Klarälven and Västerdalälven was carried out to find locations with unexploited power potential, followed by a suitability mapping analysis to assess their future development from other technical, geological and economic criteria. Afterwards, the most interesting areas in terms of power and suitability were subjected to a description of the environmental legislation that constraints them to be actually exploited. The methodology is based on a Geographic Information Systems (GIS) approach, through the use of ArcMap, and Multi-Criteria Decision Analysis (MCDA). Specifically, the AHP technique was utilized, carrying out interviews with five experts to adapt the study to the Swedish context. Also, European and national regulations were considered, including the Renewable Energy Directive (RED II), the Water Framework Directive (WFD) and the Nature Directives, as well as the Swedish Environmental Code.  Two sites were found to be worthy of "go-to area" consideration, with an average combined power potential of over 125 MW and a medium to very high suitability index for hydropower implementation. However, their water condition was found to be below the minimum required by the WFD, and they were also found to be considered or located in the close surroundings to Nature 2000 areas. Moreover, they all protected locations against hydropower implementation by the national environmental legislation.  Therefore, it is pointed out in this thesis that their conversation conditions and protection status forbids them to be used for any activity that would compromise them. It is concluded that a balance is required to be implemented between nature protection and the need for new sustainable energy sources. / Den pågående energikrisen med skyhöga elpriser driver på behovet av nya hållbara lösningar för energiproduktion. REPowerEU-planen, som lagts fram av Europeiska kommissionen, möter krisen med åtgärder som avser att påskynda installationen av ny kapacitet med förnybar energiproduktion i Europa. Detta omfattar bland annat att medlemsstaterna får peka ut särskilda "go-to areas", för att förkorta tillståndsförfarandet i områden med hög potential och låg miljöpåverkan.  I detta examensarbete utvecklas en metod för att identifiera möjliga "go-to areas" för ny vattenkraft i Sverige. En studie av Klarälven och Västerdalälven genomfördes för att hitta platser med outnyttjad vattenkraft, följt av en lämplighetskartläggningsanalys för att bedöma potentiell framtida utveckling utifrån tekniska, geologiska och ekonomiska kriterier. Därefter har de intressantaste områdena vad gäller kraftproduktion och lämplighet analyserats utifrån ett miljölagstiftningsperspektiv, vilket kan medföra begränsningar för en eventuell utbyggnad. Metodiken är baserad på en metod som nyttjar ett geospatialt informationssystem (GIS), genom användning av ArcMap, samt Multi-Criteria Decision Analysis (MCDA). Specifikt användes AHP-tekniken, genom intervjuer med fem experter för att anpassa studien till ett svenskt sammanhang. Utöver detta har även hänsyn tagits till europeisk och nationell reglering, inklusive direktivet om förnybar energi (RED II), ramdirektivet för vatten (WFD) och naturdirektiven och slutligen den svenska miljöbalken. Två områden identifierades som möjliga "go-to areas". Dessa har en genomsnittlig kombinerad effektpotential på över 125 MW och ett medelhögt till mycket högt lämplighetsindex för implementering av ny vattenkraft. Deras ytvattenstatus visade sig dock vara under det minimikrav som krävs enligt ramdirektivet för vatten. Utöver detta är de presenterade områdena belägna i, eller i närheten av, Natura 2000-områden. Slutligen är platserna skyddade mot utbyggnad av vattenkraft, enligt miljöbalken. I denna uppsats dras slutsatsen att de presenterade områdenas bevarandevillkor och skyddsstatus förbjuder dem att användas för någon verksamhet som skulle påverka dem negativt, men att det krävs en balans mellan naturskydd och behovet av nya hållbara energikällor.

Svenska vattendrag har sedan länge utnyttjats och exploaterats för mänskliga behov och vattenkraftsförsörjningen utvecklades snabbt under 1900 talet. Med tiden upptäcktes dock de negativa ekologiska konsekvenser som vattenkraften hade för livet i och kring vattendragen. Trots detta anses vattenkraften idag vara en betydelsefull energikälla då den är förnybar och enkelt kan lagras. På grund av nya riktlinjer från Vattendirektivet samt målsättningar inom miljökvalitetsmålen ”Levande sjöar och vattendrag” samt ”Ett rikt växt- och djurliv”, ska svensk vattenkraft förses med nya miljövillkor som bland annat syftar till att förbättra ekologisk status i svenska vattendrag. Undersökningen ämnar jämföra vilka särskilt betydande faktorer (för ett vattendrags ekologiska status och biodiversitet) som används i tillståndsprövningen av små vattenkraftverk i samband med förändrade miljövillkor. Genom att utföra en litteraturstudie i ämnesområdet, undersöka pågående vattenvårdsprojekt, samt jämföra två olika domstolsbeslut gällande förändrade miljövillkor i små vattenkraftverk, har undersökningen kommit fram till att de mest betydande faktorer som används i tillståndsprövningen är konnektivitet och heterogenitet i vattendragets strömbild. / Swedish streams have long been utilized and exploited for human needs and the hydropower supply developed rapidly during the 20th century. Over time, however, the negative ecological consequences that hydropower had for life in and around streams were discovered. Despite this, hydropower is today considered a significant energy source as it is renewable and can be easily stored. Due to new guidelines from the Water Framework Directive and objectives within the Swedish environmental quality objectives "Flourishing Lakes and Streams" and "A Rich Diversity of Plant and Animal Life", Swedish hydropower will be provided with new environmental conditions, which among other things aim to improve ecological status in Swedish streams. The study intends to compare which particularly significant factors (for the ecological status and biodiversity of a watercourse) are used in the permit testing of small hydropower plants in connection with changed environmental conditions. By conducting a literature study in the subject area, examining ongoing water management projects, and comparing two different court decisions regarding changed environmental conditions in small hydropower plants, the study has concluded that the factors used primarily in permit testing are connectivity and heterogeneity in the draft current.

The frequency of the Nordic power system has been increasingly deviating outside the normal frequency band (50 ± 0.1 Hz) in the past two decades. In an effort to counteract this, the Nordic Transmission System Operators (TSOs) have proposed new and stricter requirements on the units participating in Frequency Containment Reserve (FCR) market. The implication of these new requirements is that all units participating in the FCR markets must be re-evaluated and early predictions state that double regulated (DR) hydropower turbines, such as Kaplan and Bulb types, will have problems meeting these new requirements. To limit the amount of work required to re-evaluate all DR turbines, which might ultimately show that the unit will not pass the requirements, it is highly beneficial for power producing companies to be able to simulate the turbine response accurately enough, without full-scale physical testing, to filter out the possible cases from the impossible ones. This thesis is aimed at finding a hydropower turbine model that could accurately predict the FCR prequalification outcome for a DR hydropower turbine in Simulink from only pre-existing testing and design data. Three hydropower turbine models, one single regulated (SR) and two DR, were tested and validated for FCR Normal operation (FCR-N). The validation was performed by comparing the model results to field test data attained from a full-scale FCR-N test performed on one of Fortum’s DR hydropower units. Furthermore, two of these models were simulated and tested with regard to the FCR Disturbance (FCR-D) requirements but not validated as no such data was available. The results showed that simulating DR turbines with SR models can give inaccurate results as the SR model could not capture the more complex dynamics of the DR turbine accurately enough. The SR model underestimated the active power response drastically while at the same time overestimating the dynamic stability. The DR turbine models managed to capture the dynamics better with the most prominent model, DR Model 2, giving less than 3 % overestimation of the FCR-N capacity and a correctly predicting that the unit would fail the dynamic stability for FCR-N. The thesis results further showed that when modelling DR turbines, the calculation of the net head is vital for accurate model response. Finally, both the SR and DR model agreed that the unit would likely not pass the FCR-D requirements and therefore confirm the early predictions that DR hydropower turbines, such as the one modelled in this thesis, may have problems passing the new FCR prequalification requirements. Ultimately this might impact electrical price or frequency quality negatively. / Frekvenskvaliteten i det nordiska kraftsystemet har stadigt avvikit alltmer från det normala frekvensbandet (50 ± 0,1 Hz) under de två senaste decennierna. I ett försöka att motverka denna trend har de nordiska kraftsystemoperatörerna (TSO) föreslagit nya och striktare krav på aggregat som deltar i frekvensreservsmarknaden (FCR). Dessa nya krav innebär att alla aggregat som redan deltar på FCR-marknaden måste omvärderas och de bedömningar som har gjorts antyder att dubbelreglerade (DR) vattenkraftturbiner, som kaplan- och bulbturbiner, kommer att ha svårt med att uppfylla dessa nya krav. För att begränsa mängden arbete som krävs för att omvärdera alla DR-turbiner, som i slutändan kan visa att aggregatet inte kommer att klara kraven, är det mycket för fördelaktigt för kraftföretag att kunna noggrant simulera turbinresponsen innan de fysiska testerna utförs, för att filtrera bort de omöjliga fallen från de möjliga. Detta examensarbetes syfte var att hitta en turbinmodell som med bra noggrannhet kan förutsäga FCR förkvalificeringsresultatet for en dubbelreglerad vattenkraftturbin, med hjälp av Simulink från endast befintliga driftdata och information om aggregatets konstruktion. Tre turbinmodeller, en enkelreglerade (SR) och två dubbelreglerade, testades och validerades för FCR Normal drift (FCR-N). Valideringen utfördes genom att jämföra modellresultaten med fälttestdata från ett fullskaligt FCR-N-test som utfördes på en av Fortums dubbelreglerade vattenkraftturbiner. Dessutom simulerades även två av dessa modeller och testades med avseende på frekvensreglering vid störd drift (FCR-D) men validerades inte på grund av avsaknad av fälttestdata. Resultaten visade att simulering av dubbelreglerade turbiner med enkelreglerade turbinmodeller kan vara problematisk eftersom enkelreglerade modellen inte kunde fånga dubbelregleringsturbinernas mer komplexa dynamik tillräckligt bra. Enkelreglerade modellerna tydligt underskattade den aktiva effektresponsen samtidigt som de överskattade den dynamiska stabiliteten. De dubbelreglerade turbinmodellerna fångade däremot dynamiken bättre, där den mest framstående modellen, DR model 2, gav mindre än 3 % överskattning av FCR-N-kapaciteten och en korrekt förutsägelse att enheten skulle misslyckas uppfylla den dynamiska stabiliteten för FCR-N. Resultaten visade vidare att beräkningen av nettofallhöjden är avgörande för korrekt modellrespons. Slutligen var både singel- och dubbelreglerade modellerna överens om att aggregatet sannolikt inte skulle klara FCR-D-kraven och bekräftar därmed de tidiga bedömningarna att dubbelreglerade aggregat, som den som modellerades i denna avhandling, kan ha svårt att klara de nya FCR kraven. I slutändan kan det påverka såväl elpris som frekvenskvalitet negativt.

Hydropower is one of the oldest renewable energy (RE) sources and constitutes a major share in the Swedish electricity mix. Though hydropower is renewable, there exist some issues pertaining to the local aquatic conditions. With more environmental laws being implemented, regulating the use and management of water is jeopardizing the flexibility of hydropower plants. The decided national plan for new environmental conditions in Sweden is expected to start being implemented in 2025 and more restrictions are expected. Analysing a battery energy storage system's capabilities plants may improve flexibility in hydropower plant operation. This thesis is focused on the short-term regulation in lower Oreälven river where the hydropower plants Skattungbyn, Unnån and Hansjö are located. The combined hydropower plant and battery system is simulated being employed in the day-ahead market and a techno-economic optimization of the combined system is performed. The combined system's operation is modelled using Mixed Integer Linear Programming. The future electricity market analysis is modelled using Machine Learning techniques. Three different electricity market scenarios were developed based on different Swedish nuclear energy targets for 2040 to capture the future. The first scenario developed complies with the Swedish energy target of 100 % renewable production in 2040. The second scenario has still two nuclear power plants in operation by 2040 and the third scenario has the same nuclear capacity as of 2020. It is observed from the results that with the current battery costs (~3,6 Million SEK/MWh), the implementation of a battery system for the short term regulation of the combined battery/hydropower system is not profitable and the cost of battery needs to be less than 0,5 Million SEK/MWh to make it profitable. The thesis also discusses the possibility of utilizing batteries’ second life and the techno-economic analysis of their performance. / Vattenkraft är en av de allra äldsta förnybara energikällorna och utgör idag en väsentlig del av Sveriges energimix. Trots att vattenkraft är förnybar, har den lett till vissa utmaningar i den lokala vattenmiljön. Som en följd av att fler miljölagar har implementerats för att reglera nyttjandet av vattendrag och sjöar, minskar flexibiliteten i vattenkraftproduktionen. Den av den svenska regeringen i juni 2020 beslutade nationella planen för miljöanpassning av vattenkraften i Sverige, förväntas börja genomföras med start 2025 och tros då resultera i fler flexibilitetsbegränsningar. Genom att analysera driften av batteriers energilagringssystem kombinerade med vattenkraftverk, bedöms flexibiliteten i sådana kombinerade system kunna ökas. Denna studie fokuserar på den kortsiktiga regleringen av nedre Oreälven med vattenkraftverken Skattungbyn, Unnån och Hansjö. En kombination av vattenkraftverken med batterisystem simuleras mot spot-marknaden och en teknisk-ekonomisk optimering av det kombinerade systemet utförs. Driften av det kombinerade systemet modelleras med linjärprogrammering och den framtida analysen av elmarknaden modelleras med maskininlärningstekniker. Tre olika scenarier för elmarknaden utvecklades baserade på målen för den svenska kärnkraften år 2040. Det första scenariot som utvecklades är i linje med det svenska energimålet om 100 % förnybar produktion till 2040. Det andra scenariot utvecklades med två kärnkraftverk fortfarande i drift 2040 och det tredje scenariot med samma kärnkraftskapacitet som 2020. Från resultaten kan särskilt noteras att med nuvarande batterikostnader (~3,6 miljoner SEK/MWh) kommer införandet av batterier för att kortsiktigt reglera vattenkraftverken inte att vara lönsamt om inte batterikostnaden reduceras till som högst 0,5 miljoner SEK/MWh. Denna studie diskuterar även möjligheterna att använda andrahandsbatterier samt en teknisk-ekonomisk analys för dess prestanda.

This thesis examines the optimal scheduling of a hydroelectric power plant with cascaded reservoirs each with multiple generating units under uncertainty after testing three linearization methods. These linearization methods are Successive Linear Programming, Piecewise Linear Approximations, and a Hybrid of the two together. There are two goals of this work. The first goal of this work aims to replace the nonconvex mixed-integer nonlinear program (MINLP) with a computationally efficient linearized mixed-integer linear program (MILP) that will be capable of finding a high quality solution, preferably the global optimum. The second goal is to implement a stochastic approach on the linearized method in a pseudo-rolling horizon method which keeps the ending time step fixed. Overall, the Hybrid method proved to be a viable replacement and performs well in the pseudo-rolling horizon tests. / Thesis / Master of Applied Science (MASc)

Hydropower is the world’s largest source of renewable electricity generation. Hydropower plants with reservoirs provide flexibility to the power systems. Efficient planning techniques improve the flexibility of the power systems and reduce carbon emissions, which is needed in power systems experiencing a rapid change in balance between power production and consumption. This is due to increasing amount of renewable energy sources, such as wind and solar power. Hydropower plants have low operating costs and are used as base power. This thesis focuses on weekly planning of hydropower in systems with large volumes and varying power generation and a literature review and a maintenance scheduling method are presented. The topic of hydropower planning is well investigated and various research questions have been studied under many years in different countries. Some of the works are summarized and discussed in literature reviews, which are presented in this thesis. First, some reviews are presented, which covers several aspects of hydropower planning. Literature reviews for long term, mid term and short term planning, respectively, are described. Maintenance scheduling in power systems consists of preventive and corrective maintenance. Preventive maintenance is performed at predetermined intervals according to a prescribed criteria. This type of maintenance is important for power producers to avoid loss in electricity production and loss in income. The maintenance scheduling for hydropower plants prevent these phenomena since spill in the reservoirs and wear on the turbines can be avoided. Usually, the maintenance in hydropower plants is performed on the turbines or at the reservoir intake. A deterministic and a stochastic method to solve a mid term maintenance scheduling problem formulated as a Mixed Integer Linear Programming using dynamic programming is presented. The deterministic method works well in terms of computational time and accuracy. The stochastic method compared to the deterministic method yields a slightly better result at the cost of a need for larger computational resources. / Vattenkraft är världens största källa till förnyelsebar elproduktion. Vattenkraftverk med magasin erbjuder flexibilitet till elkraftsystem. Effektiva planeringsmetoder förbättrar flexibiliteten hos kraftsystemen och minskar koldioxidutsläppen, vilket är nödvändigt i kraftsystem som utsätts för snabb förändring med obalans mellan produktion och konsumtion av effekt. Detta beror på ökad andel förnyelsebara energikällor, som vind- och solkraft, i kraftsystemen. Vattenkraftverk har låga driftkostnader och används som baskraft. Den här avhandlingen fokuserar på veckoplanering av vattenkraft i kraftsystem med stora volymer och varierande kraftproduktion, samt en litteraturstudie och en metod för underhållsplanering presenteras.    Ämnet vattenkraftplanering är väl undersökt och varierande forskningsfrågor har studerats under många år i olika länder. En del av arbetena sammanfattas och diskuteras i litteraturstudier, vilka presenteras i den här avhandlingen. Först presenteras några litteraturstudier, som täcker flera aspekter av vattenkraftplanering. Litteraturstudier, för långtids-, medeltidsplanering, respektive korttidsplanering beskrivs.    Underhållsplanering i elkraftsystem består av förebyggande och korrigerande underhåll. Förebyggande underhåll utförs vid förutbestämda intervall enligt förbestämda kriterier. Denna typ av underhåll är viktig för att kraftproducenter ska kunna undvika förlorad elproduktion och förlorad inkomst. Underhållsplaneringen för vattenkraftverk förebygger dessa fenomen, eftersom spill i magasinen och slitage på turbinerna kan undvikas. Vanligen utförs underhållen i vattenkraftverken på turbinerna eller vid intaget i magasinet. En deterministisk metod och en stokastisk metod att lösa ett medeltidsplaneringsproblem, formulerat som ett blandat heltalsprogrammeringsproblem presenteras. Den deterministiska metoden fungerar väl i termer av beräkningstid och noggrannhet. Den stokastiska metoden jämfört med den deterministiska metoden ger ett något bättre resultat dock till priset av ett behov av större datorresurser. / <p>QC 20220920</p>

The design of hydropower projects requires a comprehensive planning process in order to achieve the objective to maximise exploitation of the existing hydropower potential as well as future revenues of the plant. For this purpose and to satisfy approval requirements for a complex hydropower development, it is imperative at planning stage, that the conceptual development contemplates a wide range of influencing design factors and ensures appropriate consideration of all related aspects. Since the majority of technical and economical parameters that are required for detailed and final design cannot be precisely determined at early planning stages, crucial design parameters such as design discharge and hydraulic head have to be examined through an extensive optimisation process. One disadvantage inherent to commonly used deterministic analysis is the lack of objectivity for the selection of input parameters. Moreover, it cannot be ensured that the entire existing parameter ranges and all possible parameter combinations are covered. Probabilistic methods utilise discrete probability distributions or parameter input ranges to cover the entire range of uncertainties resulting from an information deficit during the planning phase and integrate them into the optimisation by means of an alternative calculation method. The investigated method assists with the mathematical assessment and integration of uncertainties into the rational economic appraisal of complex infrastructure projects. The assessment includes an exemplary verification to what extent the Random Set Theory can be utilised for the determination of input parameters that are relevant for the optimisation of hydropower projects and evaluates possible improvements with respect to accuracy and suitability of the calculated results. / Die Auslegung von Wasserkraftanlagen stellt einen komplexen Planungsablauf dar, mit dem Ziel das vorhandene Wasserkraftpotential möglichst vollständig zu nutzen und künftige, wirtschaftliche Erträge der Kraftanlage zu maximieren. Um dies zu erreichen und gleichzeitig die Genehmigungsfähigkeit eines komplexen Wasserkraftprojektes zu gewährleisten, besteht hierbei die zwingende Notwendigkeit eine Vielzahl für die Konzepterstellung relevanter Einflussfaktoren zu erfassen und in der Projektplanungsphase hinreichend zu berücksichtigen. In frühen Planungsstadien kann ein Großteil der für die Detailplanung entscheidenden, technischen und wirtschaftlichen Parameter meist nicht exakt bestimmt werden, wodurch maßgebende Designparameter der Wasserkraftanlage, wie Durchfluss und Fallhöhe, einen umfangreichen Optimierungsprozess durchlaufen müssen. Ein Nachteil gebräuchlicher, deterministischer Berechnungsansätze besteht in der zumeist unzureichenden Objektivität bei der Bestimmung der Eingangsparameter, sowie der Tatsache, dass die Erfassung der Parameter in ihrer gesamten Streubreite und sämtlichen, maßgeblichen Parameterkombinationen nicht sichergestellt werden kann. Probabilistische Verfahren verwenden Eingangsparameter in ihrer statistischen Verteilung bzw. in Form von Bandbreiten, mit dem Ziel, Unsicherheiten, die sich aus dem in der Planungsphase unausweichlichen Informationsdefizit ergeben, durch Anwendung einer alternativen Berechnungsmethode mathematisch zu erfassen und in die Berechnung einzubeziehen. Die untersuchte Vorgehensweise trägt dazu bei, aus einem Informationsdefizit resultierende Unschärfen bei der wirtschaftlichen Beurteilung komplexer Infrastrukturprojekte objektiv bzw. mathematisch zu erfassen und in den Planungsprozess einzubeziehen. Es erfolgt eine Beurteilung und beispielhafte Überprüfung, inwiefern die Random Set Methode bei Bestimmung der für den Optimierungsprozess von Wasserkraftanlagen relevanten Eingangsgrößen Anwendung finden kann und in wieweit sich hieraus Verbesserungen hinsichtlich Genauigkeit und Aussagekraft der Berechnungsergebnisse ergeben.

The design of hydropower projects requires a comprehensive planning process in order to achieve the objective to maximise exploitation of the existing hydropower potential as well as future revenues of the plant. For this purpose and to satisfy approval requirements for a complex hydropower development, it is imperative at planning stage, that the conceptual development contemplates a wide range of influencing design factors and ensures appropriate consideration of all related aspects. Since the majority of technical and economical parameters that are required for detailed and final design cannot be precisely determined at early planning stages, crucial design parameters such as design discharge and hydraulic head have to be examined through an extensive optimisation process. One disadvantage inherent to commonly used deterministic analysis is the lack of objectivity for the selection of input parameters. Moreover, it cannot be ensured that the entire existing parameter ranges and all possible parameter combinations are covered. Probabilistic methods utilise discrete probability distributions or parameter input ranges to cover the entire range of uncertainties resulting from an information deficit during the planning phase and integrate them into the optimisation by means of an alternative calculation method. The investigated method assists with the mathematical assessment and integration of uncertainties into the rational economic appraisal of complex infrastructure projects. The assessment includes an exemplary verification to what extent the Random Set Theory can be utilised for the determination of input parameters that are relevant for the optimisation of hydropower projects and evaluates possible improvements with respect to accuracy and suitability of the calculated results. / Die Auslegung von Wasserkraftanlagen stellt einen komplexen Planungsablauf dar, mit dem Ziel das vorhandene Wasserkraftpotential möglichst vollständig zu nutzen und künftige, wirtschaftliche Erträge der Kraftanlage zu maximieren. Um dies zu erreichen und gleichzeitig die Genehmigungsfähigkeit eines komplexen Wasserkraftprojektes zu gewährleisten, besteht hierbei die zwingende Notwendigkeit eine Vielzahl für die Konzepterstellung relevanter Einflussfaktoren zu erfassen und in der Projektplanungsphase hinreichend zu berücksichtigen. In frühen Planungsstadien kann ein Großteil der für die Detailplanung entscheidenden, technischen und wirtschaftlichen Parameter meist nicht exakt bestimmt werden, wodurch maßgebende Designparameter der Wasserkraftanlage, wie Durchfluss und Fallhöhe, einen umfangreichen Optimierungsprozess durchlaufen müssen. Ein Nachteil gebräuchlicher, deterministischer Berechnungsansätze besteht in der zumeist unzureichenden Objektivität bei der Bestimmung der Eingangsparameter, sowie der Tatsache, dass die Erfassung der Parameter in ihrer gesamten Streubreite und sämtlichen, maßgeblichen Parameterkombinationen nicht sichergestellt werden kann. Probabilistische Verfahren verwenden Eingangsparameter in ihrer statistischen Verteilung bzw. in Form von Bandbreiten, mit dem Ziel, Unsicherheiten, die sich aus dem in der Planungsphase unausweichlichen Informationsdefizit ergeben, durch Anwendung einer alternativen Berechnungsmethode mathematisch zu erfassen und in die Berechnung einzubeziehen. Die untersuchte Vorgehensweise trägt dazu bei, aus einem Informationsdefizit resultierende Unschärfen bei der wirtschaftlichen Beurteilung komplexer Infrastrukturprojekte objektiv bzw. mathematisch zu erfassen und in den Planungsprozess einzubeziehen. Es erfolgt eine Beurteilung und beispielhafte Überprüfung, inwiefern die Random Set Methode bei Bestimmung der für den Optimierungsprozess von Wasserkraftanlagen relevanten Eingangsgrößen Anwendung finden kann und in wieweit sich hieraus Verbesserungen hinsichtlich Genauigkeit und Aussagekraft der Berechnungsergebnisse ergeben.

Increased awareness concerning our energy consumption and its environmentaleffects, has led to a high demand for renewable energies. Hydropower providesaround 40 percent of the electric energy consumed in Sweden today. If energyefficiency and production time were to increase only by some percent in thehydropower plants, vast amounts of additional renewable energy could besupplied to the electric grid. The Hydropower group at Uppsala University usesa hydropower generator to localize and decrease some of the power losses andthe wearing in the generator. New equipment is being tested and evaluated onthe generator. By measuring static and dynamic forces in the generator broaderinsight can be reached during these tests. This thesis describes the development of a system measuring forces on ahydropower generator using strain gages. Each sensor node is equipped withfour strain gages and a signal conditioning circuit. The system measures strain inthe generator, converts it to a voltage signal, amplifies it, filters and transmits it.After calibration of the nodes, forces can be extracted indirectly. This thesisdescribes considerations made during design of the system as well as its differentparts and configurations.

中國經濟的快速成長導致電力需求的急劇增教。雖然現在主要仍是以煤炭的方式提供全國的電力，但中國政府也一直在尋找能有效降低環境污染的替代能源。因此“水力發電”在中國能源政策扮演的角色越來越重要－－這時，擁有巨大水資源的雲南省就變成了中國西南的關鍵提電者之一。過去二十年之內，已有企業與政府針對該省重點的水力設施進行大量投資。然而，發展水電雖然有助於生產大量的電，也帶來眾多環境和社會層面的影響。中國政府承認這些反面的影響，因此開始了設計一系列水電發展政策來預防可能的嚴重後果。 本論文分析中國中央政府和雲南地方政府共同制定的水電移民政策，以及新政策對當地執行過程所帶來的影響。基於多元的田野調查，本論文顯示地方政府如何落實中央政府制定的政策。雖然這幾年中國的水庫移民政策有大量的改進，但因為建設大水電站涉及層面廣，時間長，安置過程久，所以中央政府政策的彈性調整，造成當地政府執行過程對不同時間的移民外置帶來不對等的安置，因此印發水庫移民的方抗。 / Policy-making of dam-induced resettlement is a dynamic process that shows how group interests have been distributed and adjusted during different stages of water resource development in China. Since 1949, China’s political direction, economic system and its national strength have been in constant flux, reflecting in the policy towards land appropriation and resettlement induced by water conservancy and hydropower projects. The present study focuses on the changes that have taken place in the area of dam-induced resettlement policy after 2006 when the first regulations on resettlement caused by water resource and hydropower projects were amended. It shows how this policy change is perceived by villagers relocated in the course of dam construction, and addresses the question of why policy improvements have not led to desired results. The paper first addresses policy change in the area of dam-induced resettlement over the past six decades. In subsequent sections, I draw on findings gathered during my doctoral fieldwork to demonstrate how the recent improvement of resettlement regulations for water resource and hydropower projects at the central level are translated into implementation strategies at the local level in Yunnan. I show that while delegating the implementation of resettlement processes to the lowest level of the administrative hierarchy allows for innovative policy experimentation and flexible adaptation, the long timespan needed for the construction of large dam projects gives rise to uneven policy implementation and resistance on the side of resettled communities.