All electric battery service vessel - Dynamic modeling of a battery fed IPMSM propulsion plant as a tool for energy estimates and functional description for an energy management system

"Designing an all-electric battery vessel, knowledge of the dynamic performance of the electrical propulsion plant becomes crucial to produce adequate estimates of needed battery capacity. An energy management system is to control the on-board power flow and ensure energy efficient operation of the vessel. This thesis presents a solution for dynamic simulation of an all-electric battery vessel based on an internal permanent magnet synchronous machine propulsion plant. Insight in system dynamics forms the basis of a proposed functional description for further design of an energy management system. Through description of the different modes and transitions between them, critical aspects and functionality of the control system are enlightened. The thesis presents a tuning guide showing how to tune the model to convergence using measured data from the vessel sea trial. When tuned, the presented model can be used for dimensioning future battery vessels. The model is designed in MATLAB Simulink. Key words: Energy management system, dynamic modeling, battery vessel, IPMSM, electric propulsion.

Utprøving av en moderne strategimetode - Scenarioer i havbruksnæringen som strategisk beslutningsstøtte for Grovfjord Mek. Verksted

Oppgaven gir en kort teoretisk introduksjon til begrepene strategisk planlegging, strategisk beslutning og scenarioplanlegging. Kvaliteten på beslutninger er sterkt knyttet til grad av bevissthet, rasjonalitet og kunnskap. En god strategisk beslutning er en beslutning som bidrar til å oppnå strategiske mål. For å fatte en god strategisk beslutning må beslutningstaker være bevisst på hvilke valg som påvirker oppnåelsen av strategiske mål og hvilken kunnskap som må til for å fatte den beslutning som bidrar i positiv retning. Scenarioplanlegging støtter god ledelse i usikre tider. Både gjennom å bli konfrontert med eksisterende scenarioer og gjennom utvikling av scenarioer, bidrar scenarioplanlegging til å åpne sinnet og utvide perspektivet til beslutningstakerne. Denne typen planlegging styrker kvaliteten til selskapers beslutninger. I denne masteroppgaven vil vi undersøke om styrkene til scenarioplanlegging kan ivaretas dersom scenarioprosessen utføres eksternt til selskapet. Gjennom scenarioutviklingsprosessen HHL-Roland Berger har vi utviklet fire scenarioer for havbruksnæringen som er det største markedet til oppdragsbedriften Grovfjord Mek. Verksted. Scenarioene «Indrefilet», «FLaks», «Fattiglus» og «Loppemarked» beskriver disse fire fremtidsbildene ved hjelp av faktaark og kortfortelling. Scenarioene omformes til et beslutningsverktøy i form av en beslutningsmatrise som sammen med scenarioene skal kunne støtte strategiske beslutningsprosesser i selskapet. I diskusjonen drøfter vi hvilken verdi scenarioprosessen har for selskapet og i hvilken grad denne verdien vil la seg overføre fra en ekstern arbeidsgruppe til beslutningstakere i selskapet. Vi diskuterer også hvordan valg av analyseperiode påvirker scenarioene og prosessen med å utvikle dem. Avslutningsvis konkluderer vi med at styrkene med scenarioplanlegging ivaretas i tilstrekkelig grad gjennom en eksternt utført scenarioutviklingsprosess. Verktøyene i HHL-Roland Berger og beslutningsmatrisen vil kunne bidra til å øke overførbarheten av verdien fra en scenarioprosess utført av en ekstern arbeidsgruppe til beslutningstakere i selskapet. Søkeord: Scenario, strategisk beslutning, havbruksnæringen, HHL-Roland Berger, usikkerhe

Utprøving av en moderne strategimetode - Scenarioer i havbruksnæringen som strategisk beslutningsstøtte for Grovfjord Mek. Verksted

Oppgaven gir en kort teoretisk introduksjon til begrepene strategisk planlegging, strategisk beslutning og scenarioplanlegging. Kvaliteten på beslutninger er sterkt knyttet til grad av bevissthet, rasjonalitet og kunnskap. En god strategisk beslutning er en beslutning som bidrar til å oppnå strategiske mål. For å fatte en god strategisk beslutning må beslutningstaker være bevisst på hvilke valg som påvirker oppnåelsen av strategiske mål og hvilken kunnskap som må til for å fatte den beslutning som bidrar i positiv retning. Scenarioplanlegging støtter god ledelse i usikre tider. Både gjennom å bli konfrontert med eksisterende scenarioer og gjennom utvikling av scenarioer, bidrar scenarioplanlegging til å åpne sinnet og utvide perspektivet til beslutningstakerne. Denne typen planlegging styrker kvaliteten til selskapers beslutninger. I denne masteroppgaven vil vi undersøke om styrkene til scenarioplanlegging kan ivaretas dersom scenarioprosessen utføres eksternt til selskapet. Gjennom scenarioutviklingsprosessen HHL-Roland Berger har vi utviklet fire scenarioer for havbruksnæringen som er det største markedet til oppdragsbedriften Grovfjord Mek. Verksted. Scenarioene «Indrefilet», «FLaks», «Fattiglus» og «Loppemarked» beskriver disse fire fremtidsbildene ved hjelp av faktaark og kortfortelling. Scenarioene omformes til et beslutningsverktøy i form av en beslutningsmatrise som sammen med scenarioene skal kunne støtte strategiske beslutningsprosesser i selskapet. I diskusjonen drøfter vi hvilken verdi scenarioprosessen har for selskapet og i hvilken grad denne verdien vil la seg overføre fra en ekstern arbeidsgruppe til beslutningstakere i selskapet. Vi diskuterer også hvordan valg av analyseperiode påvirker scenarioene og prosessen med å utvikle dem. Avslutningsvis konkluderer vi med at styrkene med scenarioplanlegging ivaretas i tilstrekkelig grad gjennom en eksternt utført scenarioutviklingsprosess. Verktøyene i HHL-Roland Berger og beslutningsmatrisen vil kunne bidra til å øke overførbarheten av verdien fra en scenarioprosess utført av en ekstern arbeidsgruppe til beslutningstakere i selskapet. Søkeord: Scenario, strategisk beslutning, havbruksnæringen, HHL-Roland Berger, usikkerhe

All electric battery service vessel - Dynamic modeling of a battery fed IPMSM propulsion plant as a tool for energy estimates and functional description for an energy management system

"Designing an all-electric battery vessel, knowledge of the dynamic performance of the electrical propulsion plant becomes crucial to produce adequate estimates of needed battery capacity. An energy management system is to control the on-board power flow and ensure energy efficient operation of the vessel. This thesis presents a solution for dynamic simulation of an all-electric battery vessel based on an internal permanent magnet synchronous machine propulsion plant. Insight in system dynamics forms the basis of a proposed functional description for further design of an energy management system. Through description of the different modes and transitions between them, critical aspects and functionality of the control system are enlightened. The thesis presents a tuning guide showing how to tune the model to convergence using measured data from the vessel sea trial. When tuned, the presented model can be used for dimensioning future battery vessels. The model is designed in MATLAB Simulink. Key words: Energy management system, dynamic modeling, battery vessel, IPMSM, electric propulsion.