In this thesis a rural network in Norrbotten, Sweden, has been to designed and planned with the purpose of improving distribution reliability by exchanging existing overhead lines with underground cables. General network design considerations are discussed as well as the ones for the specific low voltage grid. During the design phase the maximum power of domestic consumers has been estimated using Velander’s method. Currents, voltage drop and impedance of the network have been calculated and fuse operation and selectivity has been considered. The network has been planned, parts lists have been compiled and an economical estimation of the project costs has been made. The project comprises of a local low voltage grid and high voltage cables and overhead lines. It has been concluded that with the suggested dimensioning and material, the network design criteria are met.

Denna rapport är en del av examensarbetet inom civilingenjörsprogrammet i energisystem vid Uppsala Universitet. Rapportens syfte är att undersöka hur de befintliga och kommande publika laddgatorna och snabbladdningsstationerna i Stockholms stad påverkar och kommer att påverka Ellevios verksamhet ur en effektmässig synpunkt med avseende på nutid och år 2030. Examensarbetet innefattar publik laddinfrastruktur, laddningsbeteende vid snabbladdningsstationer, sammanlagring av laster i nätstationer och slingor inom mellanspänningsnätet och avslutas med tre rekommendationer till Ellevio AB. Laddningsstationer är en ny typ av last som skiljer sig från traditionella laster på så sätt att förhållandet mellan energi och effekt är annorlunda. Det är därför av intresse för elnätsbolag att studera i vilken utsträckning den publika laddinfrastrukturen kommer påverka deras verksamhet med avseende på effekttoppar. För att undersöka och analysera lasten i nätstationer och slingor inom mellanspänningsnätet vid anslutning av laddgator och snabbladdningsstationer används fem olika fall varav två är scenarier för nutid och tre är scenarier för 2030. För varje fall ansluts laddgator eller snabbladdningsstationer av olika effekt till nätstationer och slingor inom mellanspänningsnätet. Ellevio AB rekommenderas sätta upp mätanordning för Snabbladdningsstation 1 och Nätstation 5 eftersom det är ett intressant område för fortsatta studier. En annan rekommendation är att prioritera utbytet av Cu 95- och Al 150-kablar till Al 240-kablar för nyckelslingor som Slinga 1 och Slinga 3 för att öka effektkapaciteten på slingorna. Den sista rekommendationen är att ha en varningsgräns om tre laddgator med snabbladdare under samma nätstation i Stockholms innerstad idag och en varningsgräns om två laddgator med snabbladdare under samma nätstation i Stockholms innerstad till år 2030. / This master thesis is the final part of the Master Programme in Energy Systems Engineering at Uppsala University. The aim of the thesis is to investigate how the existing and forthcoming public charging stations for chargeable vehicles in Stockholm city affect and will affect the work of Ellevio from a power point of view concerning today and the year of 2030. The master thesis contains public charging infrastructure, charging patterns at fast charging stations, coincidence factor of loads in secondary substations and the medium voltage grid and results in three recommendations to Ellevio AB. A charging station is a new type of load that differs from traditional loads because the relationship between energy and power is different. For this reason, it is of interest for grid owners to investigate in what sense the public charging infrastructure will affect their work with regard to peak loads. To be able to investigate and analyse the resulting load from public charging stations in secondary substations and the medium voltage grid, five different cases were used. For each of these five cases, public charging stations with different power get connected to the grid. A recommendation to Ellevio AB is to install measuring equipment in certain fast charging stations and secondary substations that are of interest. Another recommendation is to prioritise the change from Cu 95 cables and Al 150 cables to Al 240 cables in certain areas of the medium voltage grid. The last recommendation is to use a limit of three installations of charging stations to a secondary substation in Stockholm city today and a limit of two installations of charging stations to a secondary substation in Stockholm city by the year of 2030.

Variable renewable energy (VRE) is becoming more present in the energy mix as society aims to shift power production from fossil fuels. Solar and wind power are VRE sources, which can result in fluctuations in the input to the network, creating supply uncertainty. The Swedish Transmission system operator (TSO), Svenska kraftnät (Svk), is obliged to ensure stability in the network, which must be considered when approving applications for subscriptions of connections to the transmission network. In the stability investigations performed before approving applications, Svk assumes that solar and wind power produces at their maximum capacity at their connection point before approving applications, to ensure safe and stable power system operation under any weather conditions. However, this might be an over-conservative assumption as the share of VRE sources increases. This is because there is an anti-correlation between wind and solar power, which results in a few colliding hours when both produce at full capacity. This study investigates the correlation between solar and wind power, evaluates the probability of high wind and solar power production coinciding at different percentages of their capacity, and analyses the potential for aggregating them in the studies performed to approve connections to the transmission network. The research method applied was an inductive approach, where a statistical analysis using Pearson's correlation and conditional probability was conducted based on reanalysed data collected from ERA5 and STRÅNG databases. The analysis showed a weak complementary correlation coefficient for all time periods, and the probability of very high production coinciding is small. If it occurs, it is more likely to happen during the first part of the year. The results show a spatial correlation in the probability. By implementing integration strategies, the conclusion is that there is a controllable risk when increasing the capacity. Even if there is a risk, it can be worth taking as more VRE sources can be connected to the transmission network. / Förnybar energi har blivit mer närvarande i dagens energimix när samhället strävar efter att förändra kraftproduktionen från fossilt till förnybara källor. Sol- och vindkraft är varierande förnybara energikällor vilket skapar fluktationer i inmatning till nätet samt ökad osäkerhet kring mängden tillgänglig produktion. Systemoperatören (TSO), Svenska kraftnät (Svk) är skyldig att säkerhetställa stabilitet i nätet, vilket måste beaktas vid ansökningar om anslutningar till transmissionsnätet. Denna studie undersöker därför korrelationen mellan sol- och vindkraft, samt utvärderar sannolikheten att hög sol- och vindkrafts produktion sammanfaller samtidigt. Forskningsmetoden som tillämpades var en induktiv metod, där en statistisk analys med Pearsons korrelationskoefficient såväl som sannolikheten mellan att deras produktion sammanföll samtidigt utfördes, baserat på återskapad väderdata insamlad från ERA5 och STRÅNG. Analysen visade svag komplementär korrelationskoefficient för alla tidsperioder och sannolikheten för att mycket hög produktion sammanfaller var liten. De tillfällen som produktionen sammanföll inträffade majoriteten under början av året. Genom implementering av de tillvalda strategierna är slutsatsen att det finns en kontrollerbar risk när man ökar den tillåtna anslutna kapaciteten sol- och vindkraft i transmissionsnätet. Det finns också en antikorrelation mellan sol- och vindkrafs produktion vilket resulterade i endast ett fåtal sammanfallande timmar när båda producerar på maximal kapacitet.