变电站的自动化、智能化和值守无人化是电网的主要发展趋势。作为变电站直流后备电源的阀控式铅酸蓄电池（Valve-Regulated Lead-Acid Battery,VRLA电池）组,承担着交流停电情况下向通信装置、继电保护、断路器等事故负荷紧急供电的重任。若电池组应急供电功能丧失或能力不足,则可能引发电网二次事故。因此,研究VRLA电池的寿命预测方法以及时发现并更换失效单体,研究VRLA电池组的均衡控制以提高电池组的一致性和使用寿命,对于保障电池组及变电站的供电可靠性十分重要。首先,分析VRLA电池的基本原理和主要技术参数,阐明VRLA电池的失效判据、性能衰退的内在机理与外在影响因素,厘清其寿命耗损机制;基于变电站VRLA电池的运行工况,研究VRLA电池组应急供电能力和供电可靠性的表征方法,并分析电池组的不一致性对应急供电能力和供电可靠性的影响。其次,设计以环境温度、充电电流和放电电流为加速应力的三因子加速放充循环耐久性试验,定量研究不同加速应力下VRLA电池的容量保持率与循环次数的关系;基于阿伦尼乌斯方程和逆幂率方程,分别构建基于环境温度、充电电流和放电电流的VRLA电池单因子加速放充寿命预测模型,提出单因子加速放充寿命的半经验预测方法;基于麻雀搜索算法（SSA）和极限学习机（ELM）,构建VRLA电池三因子加速寿命的SSA-ELM预测模型,提出数据驱动的三因子加速寿命回归预测方法。然后,设计50℃、五电压水平的VRLA电池加速浮充耐久性试验,分析放电容量、质量、内阻和浮充电流的变化规律;提出容量序列线性退化区的短截取算法,建立容量及寿命的预测模型;定量分析内阻与放电容量的相关性,研究基于内阻检测的VRLA电池容量估算方法和浮充寿命预测模型;定量分析“Coup de fouet”现象中的峰、谷值电压与放电容量的相关性,构建基于核极限学习机（KELM）的容量预测模型,引入狮群算法（LSO）优化模型参数,构建基于“Coup de fouet”-容量相关性的容量快速预测LSO-KELM模型;基于所提出的寿命预测与容量估测方法,提出浮充耐久试验改进方法和变电站运维模式优化方案。最后,研究基于Buck-Boost均衡电路的改进拓扑和均衡策略的优化设计,提出Buck-Boost准谐振均衡拓扑;结合电池的OCV-SOC曲线,分段优选均衡变量,提出电池自适应分组均衡策略;搭建试验平台,以均衡速度、均衡效率和电池组的一致性为衡量标准,验证提出的均衡方案相比于传统均衡方案的提升。