The design and operation of current LVDS face significant challenges due to the increasing integration of sustainable electricity generation, electrification, smart grids, and distributed generation. Flexibility, energy storage, and TSO-DSO coordination are anticipated to be key solutions to the challenges posed by these trends. This thesis examines the impact of demand-side flexibility and battery energy storage using a developed OPF model. Furthermore, the thesis investigates the role of innovative digital technologies in shaping the future of LVDS and their potential contributions to overcoming these challenges. The OPF model is based on the IEEE 33-bus system and extended to include temporal variables (hourly steps over 8 days), solar and wind generation, battery storage, electric vehicle charging stations, and a demand response program. The results indicate that the integration of solar and wind generation does not lead to over voltage issues. However, the findings suggest that either battery capacity needs to be increased or power flow from the DSO to the TSO should be permitted. The results show that a battery management strategy solely based on variable electricity prices is not recommended. Furthermore, the SW does not vary significantly on the different 8 days and the scenarios of the sensitivity analysis. The constant SW represents diminishing returns of the changes made in the sensitivity analysis rather than the robustness of the power system to effectively manage changes in RES, battery storage, load and demand response. This thesis also explores how technologies such as flexibility, energy storage, and TSO-DSO coordination can be enhanced through the use of AI and IoT. By leveraging real-time data from IoT devices, AI can be used to forecast prices, demand, and production for effective demand response control and to optimize battery placement and operation. The findings underscore the critical role of regulatory frameworks in shaping the future of low voltage distribution systems. By analyzing these technologies within the context of LVDS, this thesis contributes to the development of innovative deployment strategies, enabling LVDS to effectively address emerging challenges. iii 

Utformningen och driften av dagens LVDS står inför betydande utmaningar på grund av den ökande integrationen av hållbar elproduktion, elektrifiering, smarta nät och distribuerad produktion. Flexibilitet, energilagring och TSO-DSO-samordning förväntas vara viktiga lösningar på de utmaningar som dessa trender medför. Denna avhandling undersöker effekterna av flexibilitet på efterfrågesidan och batterilagring av energi med hjälp av en utvecklad OPF-modell. Dessutom undersöks vilken roll innovativa digitala tekniker spelar för att forma LVDS:s framtid och deras potentiella bidrag till att övervinna dessa utmaningar. OPF-modellen baseras på IEEE 33-bussystemet och utvidgas till att omfatta tidsvariabler (timsteg under 8 dagar), sol- och vindgenerering, batterilagring, laddningsstationer för elfordon och ett program för efterfrågeflexibilitet. Resultaten visar att integrationen av sol- och vindgenerering inte leder till problem med överspänning. Resultaten tyder dock på att antingen batterikapaciteten måste ökas eller så bör kraftflödet från DSO till TSO tillåtas. Resultaten visar att en batterihanteringsstrategi som enbart baseras på rörliga elpriser inte är att rekommendera. SW varierar inte heller nämnvärt mellan de olika 8 dagarna och scenarierna i känslighetsanalysen. Den konstanta SW representerar en minskande avkastning av de förändringar som gjorts i känslighetsanalysen snarare än kraftsystemets robusthet för att effektivt hantera förändringar i RES, batterilagring, belastning och efterfrågeflexibilitet. I den här avhandlingen undersöks också hur tekniker som flexibilitet, energilagring och TSO-DSO- koordinering kan förbättras genom användning av AI och IoT. Genom att utnyttja realtidsdata från IoT- enheter kan AI användas för att prognostisera priser, efterfrågan och produktion för effektiv styrning av efterfrågeflexibilitet och för att optimera placering och drift av batterier. Resultaten understryker den avgörande roll som regelverk spelar för att forma framtiden för lågspänningsdistributionssystem. Genom att analysera dessa tekniker i samband med LVDS bidrar denna avhandling till utvecklingen av innovativa distributionsstrategier, vilket gör det möjligt för LVDS att effektivt hantera nya utmaningar.