This master thesis was made to validate hydropower models of a turbine governor,Kaplan turbine and a Francis turbine in the power system simulator ARISTO atSvenska Kraftnät. The validation was made in three steps. The first step was to makesure the models was implement correctly in the simulator. The second was tocompare the simulation results from the Kaplan turbine model to data from a realhydropower plant. The comparison was made to see how the models could generatesimulation result that was similar to the reference power station.

The expansion of the Swedish hydro power has contributed positively to the reduction of the environmental impacts from the fossil fueled power production. In the same time the extensive expansion has been proved to cause negative ecological and local environment impacts of a stream. This, in turn, has been affecting the biodiversity and fish stock negatively, which has been reduced. One of the underlying problems is the lack of possibility for the fish to pass the plants, but it is also directly correlated to the mortality rate of the fish passing through the turbine, which this study is investigating.The mortality rate has been computed for three different locations in Sweden, Untra, Tännfallet and a third one whose location is confidential, and is denoted as Case 1, 2 and 3. The model used to calculate the mortality rate in this investigation is based by existing blade strike models and knowledge and are investigating the death due to mechanical injuries from collision with a runner blade in the turbine.

As a consequence of increasing wind power installations in the Nordic grid the last years, the need for regulating power has become larger. In the Nordic grid, regulating power is mainly provided by hydro power. One part of the regulating power is called frequency control, which ensures that the grid frequency is stable and close to 50 Hz.However, setting the turbine into frequency controlled operation may cause stress and wear of the components in the mechanical control system. Frequency controlling implies large and frequent servo forces and longer travelling distance of the sliding bearings in the Kaplan turbine.Based on one selected Kaplan turbine, Selsfors G1, measurements and MATLAB calculations have been performed in order to determine forces and movements of the linkage system. With these forces and movements as input, stresses and fatigue have been determined as well as sliding distances, bearing pressures and wear of bearings during a typical lifetime of 40 years.The results indicate that no severe wear exists on the bearings during 40 years of service.

Denna rapport beskriver arbetet med utvecklingen av en ny modell för kaplanturbiner. Utvecklingen bygger på två kopplade differentialekvationer som under arbetets gång anpassats och implementerats i turbinmodellen.Modellen beskriver hur vattenflöde och turbinmoment påverkas av avvikelsen från den optimala kombineringskurvan för vinklarna på turbinens ledskena och löphjul, och är anpassad för ett referensaggregat med tillgängliga provdata. Även övriga enheter i vattenkraftaggregatet modelleras och sätts samman med frekvensregulator och elnät för att simulera aggregatets reglerstabilitet i önätsdrift.Verifieringen av turbinmodellen sker genom försök att återskapa de befintliga verkningsgradskurvorna med hjälp av modellen. Resultatet visar en god följning av de verkliga kurvformerna, dock med något lägre maximal verkningsgrad.Verifieringen av önätmodellen sker genom att prova stabiliteten i nätfrekvens och turbineffekt vid stegpålastningar. Resultatet ger en stabilare reglerstabilitet än i verkligheten, men uppfyller ändå förväntningarna på en fungerande modell.This report describes the development of a new Kaplan turbine model.

At the time being there is limited experience within turbine decommissioning in Sweden and the economic effects are unknown. Despite this, there are expectations that revenues generated by sales of materials will cover decommissioning costs. The model developed identifies thirteen parameters that vary between different types of turbines and that affect the economic consequences of decommissioning. The three most important parameters are turbine location, tower material, and the scope of decommissioning. Trends in the wind energy industry show that these three factors are developing in a manner that increases decommissioning costs dramatically.

The Goal with this Master of Science thesis is to expand the possible turbine efficiencymeasurements on an exhaust turbocharger. It was done as a part of the CICERO competencecentre. To feed the turbine with air a special flow rig has been used. Instead of loading theturbine by just restricting the compressor flow a docking system for an electrical dynamometer isdesigned to use the dynamometer as an additional loading source. By using an electricaldynamometer as loading device for the turbine, measurements are not depending on compressorperformance.A large part of the work consists in designing accessories for the dynamometer.

Denna rapport beskriver arbetet med utvecklingen av en ny modell för kaplanturbiner. Utvecklingen bygger på två kopplade differentialekvationer som under arbetets gång anpassats och implementerats i turbinmodellen.Modellen beskriver hur vattenflöde och turbinmoment påverkas av avvikelsen från den optimala kombineringskurvan för vinklarna på turbinens ledskena och löphjul, och är anpassad för ett referensaggregat med tillgängliga provdata. Även övriga enheter i vattenkraftaggregatet modelleras och sätts samman med frekvensregulator och elnät för att simulera aggregatets reglerstabilitet i önätsdrift.Verifieringen av turbinmodellen sker genom försök att återskapa de befintliga verkningsgradskurvorna med hjälp av modellen. Resultatet visar en god följning av de verkliga kurvformerna, dock med något lägre maximal verkningsgrad.Verifieringen av önätmodellen sker genom att prova stabiliteten i nätfrekvens och turbineffekt vid stegpålastningar. Resultatet ger en stabilare reglerstabilitet än i verkligheten, men uppfyller ändå förväntningarna på en fungerande modell.This report describes the development of a new Kaplan turbine model.

Denna rapport beskriver arbetet med utvecklingen av en ny modell för kaplanturbiner. Utvecklingen bygger på två kopplade differentialekvationer som under arbetets gång anpassats och implementerats i turbinmodellen.Modellen beskriver hur vattenflöde och turbinmoment påverkas av avvikelsen från den optimala kombineringskurvan för vinklarna på turbinens ledskena och löphjul, och är anpassad för ett referensaggregat med tillgängliga provdata. Även övriga enheter i vattenkraftaggregatet modelleras och sätts samman med frekvensregulator och elnät för att simulera aggregatets reglerstabilitet i önätsdrift.Verifieringen av turbinmodellen sker genom försök att återskapa de befintliga verkningsgradskurvorna med hjälp av modellen. Resultatet visar en god följning av de verkliga kurvformerna, dock med något lägre maximal verkningsgrad.Verifieringen av önätmodellen sker genom att prova stabiliteten i nätfrekvens och turbineffekt vid stegpålastningar. Resultatet ger en stabilare reglerstabilitet än i verkligheten, men uppfyller ändå förväntningarna på en fungerande modell.This report describes the development of a new Kaplan turbine model.

Denna rapport beskriver arbetet med utvecklingen av en ny modell för kaplanturbiner. Utvecklingen bygger på två kopplade differentialekvationer som under arbetets gång anpassats och implementerats i turbinmodellen.Modellen beskriver hur vattenflöde och turbinmoment påverkas av avvikelsen från den optimala kombineringskurvan för vinklarna på turbinens ledskena och löphjul, och är anpassad för ett referensaggregat med tillgängliga provdata. Även övriga enheter i vattenkraftaggregatet modelleras och sätts samman med frekvensregulator och elnät för att simulera aggregatets reglerstabilitet i önätsdrift.Verifieringen av turbinmodellen sker genom försök att återskapa de befintliga verkningsgradskurvorna med hjälp av modellen. Resultatet visar en god följning av de verkliga kurvformerna, dock med något lägre maximal verkningsgrad.Verifieringen av önätmodellen sker genom att prova stabiliteten i nätfrekvens och turbineffekt vid stegpålastningar. Resultatet ger en stabilare reglerstabilitet än i verkligheten, men uppfyller ändå förväntningarna på en fungerande modell.This report describes the development of a new Kaplan turbine model.

Denna rapport beskriver arbetet med utvecklingen av en ny modell för kaplanturbiner. Utvecklingen bygger på två kopplade differentialekvationer som under arbetets gång anpassats och implementerats i turbinmodellen.Modellen beskriver hur vattenflöde och turbinmoment påverkas av avvikelsen från den optimala kombineringskurvan för vinklarna på turbinens ledskena och löphjul, och är anpassad för ett referensaggregat med tillgängliga provdata. Även övriga enheter i vattenkraftaggregatet modelleras och sätts samman med frekvensregulator och elnät för att simulera aggregatets reglerstabilitet i önätsdrift.Verifieringen av turbinmodellen sker genom försök att återskapa de befintliga verkningsgradskurvorna med hjälp av modellen. Resultatet visar en god följning av de verkliga kurvformerna, dock med något lägre maximal verkningsgrad.Verifieringen av önätmodellen sker genom att prova stabiliteten i nätfrekvens och turbineffekt vid stegpålastningar. Resultatet ger en stabilare reglerstabilitet än i verkligheten, men uppfyller ändå förväntningarna på en fungerande modell.This report describes the development of a new Kaplan turbine model.

Denna rapport beskriver arbetet med utvecklingen av en ny modell för kaplanturbiner. Utvecklingen bygger på två kopplade differentialekvationer som under arbetets gång anpassats och implementerats i turbinmodellen.Modellen beskriver hur vattenflöde och turbinmoment påverkas av avvikelsen från den optimala kombineringskurvan för vinklarna på turbinens ledskena och löphjul, och är anpassad för ett referensaggregat med tillgängliga provdata. Även övriga enheter i vattenkraftaggregatet modelleras och sätts samman med frekvensregulator och elnät för att simulera aggregatets reglerstabilitet i önätsdrift.Verifieringen av turbinmodellen sker genom försök att återskapa de befintliga verkningsgradskurvorna med hjälp av modellen. Resultatet visar en god följning av de verkliga kurvformerna, dock med något lägre maximal verkningsgrad.Verifieringen av önätmodellen sker genom att prova stabiliteten i nätfrekvens och turbineffekt vid stegpålastningar. Resultatet ger en stabilare reglerstabilitet än i verkligheten, men uppfyller ändå förväntningarna på en fungerande modell.This report describes the development of a new Kaplan turbine model.

Denna rapport beskriver arbetet med utvecklingen av en ny modell för kaplanturbiner. Utvecklingen bygger på två kopplade differentialekvationer som under arbetets gång anpassats och implementerats i turbinmodellen.Modellen beskriver hur vattenflöde och turbinmoment påverkas av avvikelsen från den optimala kombineringskurvan för vinklarna på turbinens ledskena och löphjul, och är anpassad för ett referensaggregat med tillgängliga provdata. Även övriga enheter i vattenkraftaggregatet modelleras och sätts samman med frekvensregulator och elnät för att simulera aggregatets reglerstabilitet i önätsdrift.Verifieringen av turbinmodellen sker genom försök att återskapa de befintliga verkningsgradskurvorna med hjälp av modellen. Resultatet visar en god följning av de verkliga kurvformerna, dock med något lägre maximal verkningsgrad.Verifieringen av önätmodellen sker genom att prova stabiliteten i nätfrekvens och turbineffekt vid stegpålastningar. Resultatet ger en stabilare reglerstabilitet än i verkligheten, men uppfyller ändå förväntningarna på en fungerande modell.This report describes the development of a new Kaplan turbine model.

Denna rapport beskriver arbetet med utvecklingen av en ny modell för kaplanturbiner. Utvecklingen bygger på två kopplade differentialekvationer som under arbetets gång anpassats och implementerats i turbinmodellen.Modellen beskriver hur vattenflöde och turbinmoment påverkas av avvikelsen från den optimala kombineringskurvan för vinklarna på turbinens ledskena och löphjul, och är anpassad för ett referensaggregat med tillgängliga provdata. Även övriga enheter i vattenkraftaggregatet modelleras och sätts samman med frekvensregulator och elnät för att simulera aggregatets reglerstabilitet i önätsdrift.Verifieringen av turbinmodellen sker genom försök att återskapa de befintliga verkningsgradskurvorna med hjälp av modellen. Resultatet visar en god följning av de verkliga kurvformerna, dock med något lägre maximal verkningsgrad.Verifieringen av önätmodellen sker genom att prova stabiliteten i nätfrekvens och turbineffekt vid stegpålastningar. Resultatet ger en stabilare reglerstabilitet än i verkligheten, men uppfyller ändå förväntningarna på en fungerande modell.This report describes the development of a new Kaplan turbine model.

Denna rapport beskriver arbetet med utvecklingen av en ny modell för kaplanturbiner. Utvecklingen bygger på två kopplade differentialekvationer som under arbetets gång anpassats och implementerats i turbinmodellen.Modellen beskriver hur vattenflöde och turbinmoment påverkas av avvikelsen från den optimala kombineringskurvan för vinklarna på turbinens ledskena och löphjul, och är anpassad för ett referensaggregat med tillgängliga provdata. Även övriga enheter i vattenkraftaggregatet modelleras och sätts samman med frekvensregulator och elnät för att simulera aggregatets reglerstabilitet i önätsdrift.Verifieringen av turbinmodellen sker genom försök att återskapa de befintliga verkningsgradskurvorna med hjälp av modellen. Resultatet visar en god följning av de verkliga kurvformerna, dock med något lägre maximal verkningsgrad.Verifieringen av önätmodellen sker genom att prova stabiliteten i nätfrekvens och turbineffekt vid stegpålastningar. Resultatet ger en stabilare reglerstabilitet än i verkligheten, men uppfyller ändå förväntningarna på en fungerande modell.This report describes the development of a new Kaplan turbine model.

Denna rapport beskriver arbetet med utvecklingen av en ny modell för kaplanturbiner. Utvecklingen bygger på två kopplade differentialekvationer som under arbetets gång anpassats och implementerats i turbinmodellen.Modellen beskriver hur vattenflöde och turbinmoment påverkas av avvikelsen från den optimala kombineringskurvan för vinklarna på turbinens ledskena och löphjul, och är anpassad för ett referensaggregat med tillgängliga provdata. Även övriga enheter i vattenkraftaggregatet modelleras och sätts samman med frekvensregulator och elnät för att simulera aggregatets reglerstabilitet i önätsdrift.Verifieringen av turbinmodellen sker genom försök att återskapa de befintliga verkningsgradskurvorna med hjälp av modellen. Resultatet visar en god följning av de verkliga kurvformerna, dock med något lägre maximal verkningsgrad.Verifieringen av önätmodellen sker genom att prova stabiliteten i nätfrekvens och turbineffekt vid stegpålastningar. Resultatet ger en stabilare reglerstabilitet än i verkligheten, men uppfyller ändå förväntningarna på en fungerande modell.This report describes the development of a new Kaplan turbine model.