Voimalaitoksen käytönaikaisen optimoinnin määrittely

Tässä diplomityössä määritellään biopolttoainetta käyttävän voimalaitoksen käytönaikainen tuotannon optimointimenetelmä. Määrittelytyö liittyy MW Powerin MultiPower CHP –voimalaitoskonseptin jatkokehitysprojektiin. Erilaisten olemassa olevien optimointitapojen joukosta valitaan tarkoitukseen sopiva, laitosmalliin ja kustannusfunktioon perustuva menetelmä, jonka tulokset viedään automaatiojärjestelmään PID-säätimien asetusarvojen muodossa. Prosessin mittaustulosten avulla lasketaan laitoksen energia- ja massataseet, joiden tuloksia käytetään seuraavan optimointihetken lähtötietoina. Optimoinnin kohdefunktio on kustannusfunktio, jonka termit ovat voimalaitoksen käytöstä aiheutuvia tuottoja ja kustannuksia. Prosessia optimoidaan säätimille annetut raja-arvot huomioiden niin, että kokonaiskate maksimoituu. Kun laitokselle kertyy käyttöikää ja historiadataa, voidaan prosessin optimointia nopeuttaa hakemalla tilastollisesti historiadatasta nykytilanteen olosuhteita vastaava hetki. Kyseisen historian hetken katetta verrataan kustannusfunktion optimoinnista saatuun katteeseen. Paremman katteen antavan menetelmän laskemat asetusarvot otetaan käyttöön prosessin ohjausta varten. Mikäli kustannusfunktion laskenta eikä historiadatan perusteella tehty haku anna paranevaa katetta, niiden laskemia asetusarvoja ei oteta käyttöön. Sen sijaan optimia aletaan hakea deterministisellä optimointialgoritmilla, joka hakee nykyhetken ympäristöstä paremman katteen antavia säätimien asetusarvoja. Säätöjärjestelmä on mahdollista toteuttaa myös tulevaisuutta ennustavana. Työn käytännön osuudessa voimalaitosmalli luodaan kahden eri mallinnusohjelman avulla, joista toisella kuvataan kattilan ja toisella voimalaitosprosessin toimintaa. Mallinnuksen tuloksena saatuja prosessiarvoja hyödynnetään lähtötietoina käyttökatteen laskennassa. Kate lasketaan kustannusfunktion perusteella. Tuotoista suurimmat liittyvät sähkön ja lämmön myyntiin sekä tuotantotukeen, ja suurimmat kustannukset liittyvät investoinnin takaisinmaksuun ja polttoaineen ostoon. Kustannusfunktiolle tehdään herkkyystarkastelu, jossa seurataan katteen muutosta prosessin teknisiä arvoja muutettaessa. Tuloksia vertaillaan referenssivoimalaitoksella suoritettujen verifiointimittausten tuloksiin, ja havaitaan, että tulokset eivät ole täysin yhteneviä. Erot johtuvat sekä mallinnuksen puutteista että mittausten lyhyehköistä tarkasteluajoista. Automatisoidun optimointijärjestelmän käytännön toteutusta alustetaan määrittelemällä käyttöön otettava optimointitapa, siihen liittyvät säätöpiirit ja tarvittavat lähtötiedot. Projektia tullaan jatkamaan järjestelmän ohjelmoinnilla, testauksella ja virityksellä todellisessa voimalaitosympäristössä ja myöhemmin ennustavan säädön toteuttamisella.

Performance Comparison of Behavioral Finance -based Investment Strategies in the Finnish Stock Market 1996-2010

In this thesis traditional investment strategies (value and growth) are compared to modern investment strategies (momentum, contrarian and GARP) in terms of risk, performance and cumulative returns. Strategies are compared during time period reaching from 1996 to 2010 in the Finnish stock market. Used data includes all listed main list stocks, dividends and is adjusted in case of splits, and mergers and acquisitions. Strategies are tested using different holding periods (6, 12 and 36 months) and data is divided into tercile portfolios based on different ranking criteria. Contrarian and growth strategies are the only strategies with improved cumulative returns when longer holding periods are used. Momentum (52-week high price1) and GARP strategies based on short holding period have the best performance and contrarian and growth strategies the worst. Momentum strategies (52-week high price) along with short holding period contrarian strategies (52-week low price2) have the lowest risk. Strategies with the highest risk are both growth strategies and two momentum strategies (52-week low price). The empirical results support the efficiency of momentum, GARP and value strategies. The least efficient strategies are contrarian and growth strategies in terms of risk, performance and cumulative returns. Most strategies outperform the market portfolio in all three measures. 1 Stock ranking criterion (current price/52-week highest price) 2 Stock ranking criterion (current price/52-week lowest price)

Peltipoliisista hengenpelastajaksi : Automaattisen liikenneturvallisuusvalvonnan tarveselvitys 2011 – 2015

Työssä laadittiin automaattisen liikenneturvallisuusvalvonnan kehittämis- ja investointisuunnitelma vuosille 2011-2015 Varsinais-Suomen ja Satakunnan maantieverkolle. Suunnitelmaan kuului nykyisen toimintamallin ja kehittämistarpeiden arviointi sekä vuosina 2011-2015 toteutettavien automaattivalvontajaksojen ja hankkeiden priorisointi. Lisäksi työssä kuvattiin Ruotsissa käytössä olevaa automaattivalvontatekniikkaa ja -toimintamallia sekä esitettiin toimenpide-ehdotuksia automaattivalvonnan hyväksyttävyyden lisäämiseksi. Nykyistä toimintamallia ja automaattivalvonnan kehittämistarpeita arvioitiin asiantuntijahaastattelujen perusteella. Asiantuntijat pitivät nykyistä toimintamallia pääasiassa toimivana ja tehokkaana, sillä suhteellisen pienillä kustannuksilla on päästy tehokkaisiin tuloksiin. Automaattivalvonnassa on kuitenkin asiantuntijoiden mielestä vielä kehitettävää ja Ruotsin toimintamallia pidettiin hyvänä suuntana ja esimerkkinä. Suurimpina kehittämiskohteina pidettiin tekniikan kehittämistä sekä tiedon käsittelyn nopeuttamista ja automatisointia, mikä lisäisi poliisin resursseja valvonnan suorittamiseen. Vuosina 2011-2015 toteutettavat automaattivalvotut tiejaksot priorisoitiin ensisijaisesti onnettomuustiheyksien, onnettomuusmäärien, Tarva-laskentatulosten, nopeustietojen ja liikennemäärien perusteella. Onnettomuustilastoista huomioitiin lähinnä henkilövahinkoon johtaneet onnettomuudet. Lisäksi Tarva-laskentatuloksia hyödynnettiin automaattivalvonnan vaikutusten ja tehokkuuden arvioinnissa. Haastateltujen asiantuntijoiden mielestä tärkeimmät keinot hyväksyttävyyden lisäämiseksi olivat valvonnan avoimuus, valvontalaitteiden näkyvyys ja jatkuva valvonnasta tiedottaminen. Tiedottamisella tuodaan esille järjestelmän hyödyt ja sen merkitys liikenteelle ja liikenneturvallisuuteen. Myös automaattivalvontakameran brändin muuttamista Ruotsin mallin mukaisesti turvallisuuskameraksi pidettiin hyvänä. Tässä työssä esitettiin suunnitelma automaattivalvonnan hyväksyttävyyden lisäämiseksi.

Prosessihöyryn tuotannon kustannusoptimointi

Tässä työssä on tutkittu prosessihöyryn tuotantokustannusten optimointia Neste Oil Oy:n Naantalin jalostamolla. Työssä on keskitytty ennen kaikkea prosessi-höyryn tuotantoon öljynjalostamolla. Tavoitteena oli luoda yksinkertainen työkalu, jonka avulla voidaan vertailla höyryntuotantokustannuksia jalostamon tuotan-toyksiköissä. Samalla oli tarkoituksena kartoittaa höyryn tuotantomahdollisuudet yksiköissä. Työn tuloksena tehty Excel-pohjainen laskentataulukko on esitelty tässä työssä. Ohjelman tarkkuutta on mahdollista parantaa prosessikoeajojen avul-la. Jo nykyisellä laskentatarkkuudella ohjelma täyttää kuitenkin asetetut tavoitteet eli antaa mahdollisuuden vertailla helposti ja havainnollisesti tuotantokustannuksia yksiköiden välillä. Oman höyryntuotannon lisäksi Naantalin jalostamo ostaa höyryä viereiseltä Fortumin Naantalin voimalaitokselta. Ostohöyryn hinta on las-kettu työkalussa mukaan vertailuun. Työn perusteella ostohöyry on Naantalin ja-lostamon tapauksessa selkeästi omatuotantoa edullisempi vaihtoehto. Ero kustan-nuksissa syntyy käytettävästä polttoaineesta, joka jalostamon tapauksessa on ja-lostamo- eli polttokaasu. Nykyisen tasoisella raakaöljyn hinnalla tilanne säilynee tällaisena tulevaisuudessakin. Jalostamolta löytyi myös kohteita, joissa energiatehokkuutta on mahdollista kehit-tää nykyisen höyryverkon ulkopuolella. Esimerkkeinä tällaisista kohteista tässä työssä on tarkasteltu toisen jätelämpökattilan rakentamista nykyisen toiminnassa olevan rinnalle, sekä höyryturbiinien asentamista paineenalennuslinjoihin. Näistä hankkeista jätelämpökattila osoittautui erittäin suositeltavaksi investoinniksi.

Optimizing Customer Energy Invoice Calculation with Parallel Computation

Diplomityön tarkoituksena on optimoida asiakkaiden sähkölaskun laskeminen hajautetun laskennan avulla. Älykkäiden etäluettavien energiamittareiden tullessa jokaiseen kotitalouteen, energiayhtiöt velvoitetaan laskemaan asiakkaiden sähkölaskut tuntiperusteiseen mittaustietoon perustuen. Kasvava tiedonmäärä lisää myös tarvittavien laskutehtävien määrää. Työssä arvioidaan vaihtoehtoja hajautetun laskennan toteuttamiseksi ja luodaan tarkempi katsaus pilvilaskennan mahdollisuuksiin. Lisäksi ajettiin simulaatioita, joiden avulla arvioitiin rinnakkaislaskennan ja peräkkäislaskennan eroja. Sähkölaskujen oikeinlaskemisen tueksi kehitettiin mittauspuu-algoritmi.

IT Investment Portfolio Management Over Joint Ventures: Case Study in a Multinational Oil & Gas Company

With information technology (IT) playing an increasing important role in driving the business, the value of IT investment is often challenged because not all of those investment decisions are made in a reasonable way or aligned with business strategies. IT investment portfolio management (PfM) is an effective way to prioritize and select the right IT projects to invest in, by taking all the project proposals into consideration as a whole, based on their business value, risks, costs, and interrelationships. There are different decision models to prioritise projects, and the Analytic Hierarchy Process (AHP) is one of the most commonly-used methods and is discussed in this master thesis. At the same time, there are IT projects on different levels for a multinational company, from global to local. For instance, many of them are probably proposed by joint ventures on local level. In the oil & gas industry, joint ventures are often formed especially in the area of the upstream (exploration & production). How to involve those projects into the IT investment PfM approach of the parent company is a challenge, because the parent company cannot make the decisions on its own. It needs to prioritize all projects in an adequate way, communicate with JVs and influence them. Also, different control levels on JVs need to be considered. This paper hence attempts to introduce a tailored approach of IT investment PfM for a multinational oil & gas company to address the issues around JVs.

Diversification benefits for a Finnish non-industrial private forest investor: Real Estate Investment Trusts in the USA

This thesis examined both domestic and international forest investment options for a Finnish non-industrial private forest investor. The focus was on forest-based investment instruments. The influence of movements of currency exchange rates on foreign returns were also taken into account. Annual data from 1995 to 2011 was used. The main portfolio optimization model in this study was the Mean-Variance model but the results were also validated by using the Value at Risk and Expected Shortfall models. In addition, the exchange rate risk hedging was established by using one-week-maturity forward contracts. The results suggested that 75 % of the total wealth should be invested in Finnish private forests and the rest, 25 %, to a US REIT, in this case Rayonier. With hedging, the total return on the portfolio was 7.21 % (NIPF 5.3%) with the volatility of 6.63 % (NIPF 7.9%). Taxation supported US investments in this case. As a conclusion, a Finnish private forest investor may, as evidenced, benefit in diversifying a portfolio using REITs in the US.

Soodakattilalaitosten energiantuotannon lisääminen

The aim of this thesis is to study different methods to increase the energy production of recovery boilers. This improvement is encouraged by the current energy policy and the rapid rise in energy prices, especially in electricity. In addition, the energy efficiency of the power plants is intended to be improved. There are several methods to increase the energy production. The methods taken into more accurate study are lower pressure steam for soot blowing and flue gas coolers. Energy balances are made for these two cases to check a plausible addition of power generation of turbo-generator of the steam turbine. Also, the viability issues are studied. Solvo Power Plant Simulation program is used for the energy balance research. Two case power plants are simulated to solve the balances. To solve the addition of power generation with the flue gas coolers, basic balance calculation is performed. The viabilities are also taken into account, especially the payback times of these alternatives. On the basis of the results, installing the system to the process is viable in both cases. By installing the lowest possible pressure steam system for the soot blowing, the advantages are the most significant. The investment costs are the highest but the payback time is less than 1,5 years and the profit in the next 20 years is the greatest. In the case of flue gas coolers, the results did not entirely agree with past studies. Nevertheless, installing the flue gas coolers into the process also seems to be significant and profitable.

Från plåtpolis till livräddare : Behovsanalys för automatisk trafiksäkerhetskontroll 2011 – 2015

I det här arbetet utformades en utvecklings- och investeringsplan för automatisk trafiksäkerhetsövervakning för åren 2011-2015 för landsvägsnätet i Egentliga Finland och Satakunta. Planen innehåller analys av den nuvarande verksamhetsmodellen och förslag hur verksamhetsmodellen kunde förbättras samt förslag om vilka vägavsnitt som ska få automatisk övervakning och vilka projekt som ska prioriteras under åren 2011-2015. Vidare beskrivs i planen den automatiska övervakningsteknik och verksamhetsmodell som används i Sverige samt åtgärdsförslag för att öka den automatiska trafikövervakningens acceptans. Den nuvarande verksamhetsmodellen och behovet av att utveckla den automatiska trafikövervakningen har utvärderats på basis av intervjuer med experter. Experterna ansåg att den nuvarande verksamhetsmodellen i huvudsak är funktionell och effektiv, eftersom man med relativt små kostnader har uppnått effektiva resultat. Den automatiska trafikövervakningen måste dock fortfarande utvecklas och Sveriges verksamhetsmodell ansågs vara en bra förebild och ett gott exempel. De viktigaste utvecklingsområdena ansågs vara utveckling av tekniken, snabbare informationsbehandling och automatisering, vilket skulle öka polisens resurser att verkställa övervakningen. Vägavsnitten som ska få automatisk övervakning under åren 2011-2015 prioriterades främst på basis av olycksfrekvens, antal olyckor, Tarva-beräkningsresultat, hastighetsdata och trafikmängder. Av olycksstatistiken har man främst uppmärksammat personskadeolyckor. Tarva-beräkningarna användes också för att utvärdera den automatiska trafikövervakningens inverkan och effektivitet. Enligt de intervjuade experterna är öppenhet kring övervakningen, synlig övervakningsapparatur och kontinuerlig informationsförmedling bland de viktigaste sätten att öka acceptansen. Genom att informera för man fram systemets fördelar och dess betydelse för trafiksäkerheten. Att förändra övervakningskamerans varumärke till säkerhetskamera enligt Sveriges modell ansågs även vara bra. I detta arbete presenteras en plan för att utveckla acceptansen för automatisk trafiksäkerhetsövervakning.

Sähköverkon säävarmuuden kehittäminen verkkoliiketoiminnan valvontamallin näkökulmasta

Sähkömarkkinalain uudistuminen syksyllä 2013 aiheutti sähköverkkoyhtiöille velvoitteen parantaa sähköverkkoja siten, että ne täyttävät uuden lain mukaiset keskeytysaikavaatimukset. Laissa asemakaava-alueilla sallitaan enintään 6 tunnin mittainen sähkönjakelunkeskeytys ja haja-asutusalueella 36 tunnin keskeytys. Diplomityössä kehitetään ElMil Oy:lle palvelumalli, jonka avulla pyritään parantamaan sähköverkkojen säävarmuutta ja arvioimaan parannuksien aiheuttamia taloudellisia vaikutuksia verkkoyhtiön kannattavuuteen verkkoliiketoiminnan valvontamallin kautta. Työn teoriaosiossa käydään läpi uuden sähkömarkkinalain muutoksia toimitusvarmuuden kannalta sekä avataan verkkoliiketoiminnan valvontamallin komponentteja ja sitä kuinka niitä on hyödynnetty tässä työssä. Kyseisiä tietoja hyödynnetään case-tarkastelussa, jossa testataan kehitetyn palvelumallin toimivuutta Järvi-Suomen Energia Oy:n sähkönjakeluverkon kahden sähköaseman jakeluverkkojen kokoisella alueella. Tarkastelualueen sähkönjakeluverkolle tehdään suurhäiriömalli, jonka perusteella arvioidaan vaadittavaa säävarman verkon osuutta, jotta sähkömarkkinalain vaatimukset täyttyvät. Alueen investointikohteet optimoidaan kannattavuuden perusteella, jolloin saadaan kustannustehokas investointiohjelma tiettyjen reunaehtojen puitteissa. Lisäksi suurhäiriömallin parametreja varioidaan herkkyystarkasteluissa. Työn lopputuloksena saadaan ElMil Oy:lle kehitettyä palvelumalli. Case-tarkasteluissa havaitaan, että investointikustannukset nousevat merkittävästi. Verkkoliiketoiminnan valvontamallin kannustinvaikutuksista ja sallitusta tuotosta saadaan hyvä näkemys. Herkkyystarkasteluista nähdään, että suurhäiriömalli on hyvin riippuvainen valituista parametreista, jolloin niiden valintaan tulee kiinnittää huomiota

Working Capital Management Model in value chains

The objective of this Master’s thesis is to create a calculation model for working capital management in value chains. The study has been executed using literature review and constructive research methods. Constructive research methods were mainly modeling. The theory in this thesis is founded in research articles and management literature. The model is developed for students and researchers. They can use the model for working capital management and comparing firms to each other. The model can also be used to cash management. The model tells who benefits and who suffers most in the value chain. Companies and value chains cash flows can be seen. By using the model can be seen are the set targets really achieved. The amount of operational working capital can be observed. The model enables user to simulate the amount of working capital. The created model is based on cash conversion cycle, return on investment and cash flow forecasting. The model is tested with carefully considered figures which seem to be though realistic. The modeled value chain is literally a chain. Implementing this model requires from the user that he/she have some kind of understanding about working capital management and some figures from balance sheet and income statement. By using this model users can improve their knowledge about working capital management in value chains.

Power to Gas - sähköenergiasta luonnonkaasua, liiketoimintamahdollisuudet Suomessa

Uusiutuvan sähköntuotannon osuuden kasvaessa kasvaa tarve tasata sähköntuotannon ja kulutuksen vaihteluita varastoimalla sähköä. Power to Gas (PtG) - sähköenergiasta luonnonkaasua tarjoaa yhden mahdollisuuden varastoida sähköä. Sähköä käytetään veden elektrolyysiin, jossa syntynyt vety käytetään metanoinissa yhdessä hiilidioksidin kanssa muodostamaan korvaavaa luonnonkaasua. Näin syntynyttä korvaava luonnonkaasua sähköstä kutsutaan e-SNG-kaasuksi. Tässä työssä tutkitaan PtG-laitoksen investointi, käyttö- ja kunnossapitokuluja. Työssä luodaan laskentamalli, jolla lasketaan PtG-laitoksen neljälle käyttötapaukselle kannattavuuslaskelma. Käyttötapauksille lasketaan myös herkkyystarkasteluja. Kannattavuuslaskelmien perusteella päätellään PtG-laitoksen liiketoimintamahdollisuudet Suomessa. Työssä laskettujen kannattavuuslaskelmien perusteella PtG-laitoksen perustapausten liiketoimintamahdollisuudet ovat huonot. Laskettujen herkkyystarkastelujen perusteella havaittiin, että investointikulut, laitoksen ajoaika ja lisätulot hapesta ja lämmöstä ovat kannattavuuden kannalta kriittisimmät menestystekijät.

The effect of environmentally differentiated port fees to shipping companies’ environmental investments

The pressure has grown to develop cost-effective emission reduction strategies in the Baltic Sea. The forthcoming stringent regulations of the International Maritime Organization for reducing harmful emissions of shipping in the Baltic Sea are causing increasing expenses for the operators. A market-based attitude towards pricing of economic incentives could be seen as a new approach for a successful application for the additional emission reduction of nitrogen oxides (NOx). In this study the aim is to understand the phenomenon of environmentally differentiated port fees and its effects on shipping companies’ emission reduction investments. The goal is to examine empirically the real-life effects of the possible environmental differentiated port fee system and the effect of environmentally differentiated port fees on NOx reduction investments in the Baltic Sea. The research approach of this study is nomothetical. In this study research questions are answered by analyzing the broad database of the Baltic Sea fleet. Also the framework of theory is confirmed and plays an important role in analyzing the research problem. Existing investment costs of NOx emission reduction technology to ship owners are estimated and compared to investment costs with granted discounts added to the cash flows. The statistical analysis in this study is descriptive. The major statistic examination of this study is the calculation of the net present values of investments with different port fee scenarios. This is done to investigate if the NOx technology investments could be economically reasonable. Based on calculations it is clear that the effect of environmentally differentiated port fees is not adequate to compensate the total investment costs for NOx reduction. If the investment decision is made only with profitability considerations, sources will prefer to emission abatement as long as incomes from the given subsidy exceeds their abatement costs. Despite of the results, evidence was found that shipping companies are nevertheless willing to invest on voluntary emission abatement technology. In that case, investment decision could be made with criteria of, for example, sustainable strategy or brand image. Combined fairway and port fee system or governmental regulations and recommendation could also function as additional incentives to compensate the investment costs. Also, the results imply that the use of NPV is not necessarily the best method to evaluate environmental investments. If the calculations would be done with more environmental methods the results would probably be different.