2011开题报告《铅酸蓄电池在线监测与维护研究》.doc

中国移动集团级重点研发项目（含联合项目）开题报告一、项目编号及名称：2011_LH_64 铅酸蓄电池在线监测与维护研究二、项目组：铅酸蓄电池在线监测与维护研究项目由5个单位组成，河南公司是牵头单位，其它4个单位是协助单位。本项目共分为4个子课题，浙江、江苏、上海、湖南公司各承担1个子课题。项目组承担课题名称负责人及手机、邮箱河南（牵头单位）通过动环监控系统对电池进行监测和在线维护的解决方案研究浙江（协助单位）蓄电池组维护管理系统研究江苏（协助单位）基站蓄电池管理评估系统研发上海（协助单位）基站蓄电池远程维护模式的研究湖南（协助单位）蓄电池远程维护管理智能监控系统研发三、课题背景和意义电源维护中的关键设备是蓄电池组，蓄电池的健康状况是通信电源领域重点关注的内容之一，它是整个通信网络可靠性依赖的最后一个环节，同时也是可靠性最薄弱的环节。所以，对蓄电池的监测与维护一直是通信电源维护管理工作的重中之重，对蓄电池的健康状态进行准确的检测、预知蓄电池的容量及可能的隐患至关重要，这不仅要能够起到预防事故发生、避免重大损失，还必须以节省人力、物力为原则，做到真正有效的维护，使蓄电池在关键时刻起到后备电源的作用，最大限度的保证网络安全。目前现网所用的阀控式铅酸蓄电池是一个非常复杂的电化学体系，其性能和寿命取决于电池材料、工艺结构、运行环境等诸多因素，因此阀控式铅酸蓄电池一直是电源维护工作中的重点和难点，它不能象开口式铅酸蓄电池一样进行加液加酸、调整液面和密度、甚至更换栅板等方式进行维护，而是基于以下三个方面的主要维护手段：保障蓄电池具有良好的运行环境，如浮充电压、环境温度、合理的充放电控制等，使蓄电池处于正常的运行状态，延长蓄电池使用寿命；对蓄电池的性能进行有效测试，掌握蓄电池的容量等性能状态，及时查找落后电池，发现隐患，处理解决；对发现的落后电池进行更换，当一组电池中有多节单体落后，则选择整组更换。然而，面对本省全网近30000个基站的60000组144万只数量庞大的蓄电池组以及中移动全网数量更为庞大的蓄电池组群，若采用目前的维护方式，即人工测试电池的单体电压、电导（或内阻）、进行人工核对性放电试验查找落后电池、定位故障电池再对其进行更换的工作量可想而知。况且，现网的阀控式铅酸蓄电池，对25的温度指标要求异常严格，其运行环境直接影响着蓄电池的寿命，而目前的偏远基站频繁停电现象十分普遍，环境温度无法满足，除导致蓄电池损坏严重外，蓄电池逐步失效也将成必然结果，而且测试困难，所以对电源设备维护的重心一直在蓄电池的监测上，尤其是对其容量的诊断。如何替代电压法、电导（或内阻）法、核对性放电等繁杂的人工测试方法，诊断蓄电池的容量、发现故障电池以及如何更换才能更有效的挖掘蓄电池潜能、延长使用寿命，是一个必须面对的非常重要的研究课题。目前，对蓄电池进行更换维护的主要办法有以下三种：1) 当发现有落后电池出现时，直接对落后电池进行更换；2) 当基站运行的一组电池里面出现有多节电池落后的情况，则申请对整组电池进行全部报废并更换一组新电池；3) 整组蓄电池达到规定的运行年限，无论容量是否合格，也对其进行整组更换。这种更换方式所带来的后果：对于第一种情况，在整组电池中更换了一节新电池投入使用，即使同一厂家同一型号的电池也会由于批次不同，新旧电池在性能方面存在很大的不一致性。而对于原来运行的旧电池来讲，由于两者之间性能的较大差异而导致新构成的蓄电池组运行条件方面变得更加恶劣（比如充放电过程的电压均差会进一步放大、内阻的差异也会很大），其结果是加速了电池组的劣化。事实证明，此种直接更换新电池的电池组在后续使用上，出现落后电池的几率非常高，造成进一步的浪费。 同时，以上几种测试方法都不能实时掌握蓄电池的健康状况、预防事故发生的问题，正是因为阀控式铅酸蓄电池目前的测试方法都存在缺陷，如：某一时刻的单电池电压，很难表征电池的好坏，更难反映电池的容量，所以简单的电池电压巡检就没有太大的测试意义；电池内阻或电导测试和容量的相关性已被证明只能用于电池测试的参考；核对性放电是最准确的测试手段，但费时费力，且全网电池组数量庞大，在规定时间内做下来难度很大且存在人工测量误差，也存在一定的安全风险。因此，综合蓄电池的浮充电压、内阻（电导）值以及充放电数据、曲线等参数，全面评估蓄电池的健康，才是最有实际意义、最可行的办法。为此，怎样通过动环监控系统对电池进行在线监测（电压、电流、电导、内阻、温度、进行在线充放电、进行优化配组等），是目前电源业界迫在眉睫需要面对的棘手问题，以减少人工作业量、缓解人员压力、节约维护成本及人工测试误差等方面具有非凡意义。四、课题研究目标本课题的主要研究目标如下：开发具备完善功能的蓄电池智能维护管理系统，实现蓄电池全面的实时在线监测，可在不需要进行人工核对性放电的情况下：1、实时在线诊断，实现优化配组研究在线诊断技术，预估出蓄电池的性能情况，结合单体蓄电池实时数据以及历史数据，考虑基站地域分布等多重因素，实时在线通过计算机综合分析匹配，得出可继续使用的最佳匹配的蓄电池组合结果。输出最优、最经济的蓄电池组组合方案，填补该领域的技术实现空白。2、提高维护效率，降低人工及仪表成本，减少人工测试误差减少人工核对性放电试验、电压、电导（或内阻）、温度等人工测试仪表及测试误差，通过最小工作量实现最优、最经济的蓄电池组组合方式，既可以减少更换新的蓄电池组，又可避免新旧蓄电池混用，充分延长蓄电池组的使用寿命，达到降低消耗，节能减排的作用。3、通过这套系统实现为蓄电池性能分析提供充足的数据，为蓄电池组的更新和选型提供科学依据。4、根据系统实时在线诊断分析结果，科学的实现基站的油机调度，为发电考核提供依据。5、通过这套系统实现对蓄电池进行防盗的告警管理。6、进行多参数指标综合分析，科学评估蓄电池性能由于是实时在线数据的监测，所以完全可以监测到每个蓄电池长时间的运行数据，如运行电压以及变化、内阻、充放电曲线、温度特性（如有采集）、静止开路电压（如有采集）、使用时间等等，这样就可以对所有的参数进行比较，达到所有数据的尽可能匹配，科学的对蓄电池的性能进行有效评估。五、课题研究内容5.1 研究总体框架 通过对本课题5个子课题的研究归类分析，其研究总体框架如下：1、开发具备完善功能的蓄电池组在线监测装置；2、研究具备蓄电池性能分析的专家诊断方法；3、进行具有一定精度的、综合的前端数据采集；4、整合蓄电池性能的诊断功能，实现实时在线优化配组；5、研究建立蓄电池浮充电压离散度和容量相关性的模型；6、研究建立蓄电池内阻相对自身变化和容量相关性的模型；7、研究建立充放电数据和容量相关性的模型等；8、通过蓄电池的实时性能测试，输出各类维护管理报表；通过以上内容的研究，已尽可能达到：1、完善动力环境监控系统中的蓄电池实时电压监测功能；2、减少周期性的人工电导/内阻测试工作，以减少人工测试误差；3、进行电池容量分析，并根据容量分析结果，及时发现失效电池，再针对性的对不同健康状况的单体电池采取不同维护手段，从而减少定期盲目的核对性放电，减少维护工作量，起到蓄电池现网承担的最后一道网络安全保障的应有作用，在一定程度上实现节能减排；4、通过单体电池的均衡性维护，延缓由于过充、欠充导致的电池损坏、在一定程度上延长电池的使用寿命，最大限度的保障网络安全。5.2 难点及解决方案要实现本研究课题的总体目标，必须基于以下两个必要条件： 、开发具备完善功能的蓄电池组在线监测装置。在蓄电池的运行过程中，能对电池的运行参数，如电压、内阻、电流、温度、运行时间等反映蓄电池性能的关键参数进行准确检测。同时，装置应具有多重自适应的在线维护功能，可根据不同的失效类型，启动针对性的在线维护，修复或延长蓄电池的使用时间。 、研究具备蓄电池性能分析专家诊断方法。该方法是指通过基于蓄电池电压离散性的变化、蓄电池内阻的变化、温度的影响、运行时间的影响等多个反映蓄电池性能的参数作为人工神经网络的输入，经过已学习生成的专家库的综合评判，输出各电池的容量、寿命预估等，并以此给出对各蓄电池的操作维护建议，得出的结果应更符合蓄电池本身的状态。在以上两个条件实施的基础上，该项目的预期目标是开发一套基于电源维护新型模式的智能专家维护及优化组合系统软件，通过对各种类型阀控蓄电池的大量数据积累，运用波形识别技术对蓄电池进行动态分析，挑选出落后电池或对到期蓄电池组进行性能一致性的挑选，进一步优化组合重新配组，最大限度的进行资源的利用。此外，对新入网的蓄电池组，也可以采用一些专用设备（如蓄电池核容试验用恒流放电仪、万用表、内阻/电导仪）得到蓄电池投运前的配组特征参数（单节电池的开路电压、内阻、充/放电曲线等），将这些参数导入(或人工输入)至本项目系统软件中的配组优化模块，即可筛选出配组不合格的单体电池，实现蓄电池组投运前的综合参数测试，使得投入运行的电池组性能的一致性，从根本和源头上得到保证和提高，减少后续出现对落后电池更换的成本。难点及解决方案总结如下：项目难点1： 电化学研究表明蓄电池的内阻有欧姆极化内阻、浓差极化内阻、活化极化内阻组成，同时在不同的工况情况下，蓄电池的内阻是变化的，如何保证特定工况下测量的内阻的准确度。 解决方案： 通过大量试验来研究Warburg阻抗等效模型，法拉第阻抗等效模型，界面阻抗等效模型来分析各项参数，形成一个内阻比较合理的数学等效模型。 项目难点2： 蓄电池作为异常复杂的电化学体系，作为数学分析来说，这是一种异常复杂的非线性体系，如何保证估算分析出电池组的容量的准确度。 解决方案： 通过大量试验来研究容量与内阻的关系、容量与电压的关系、温度变化对容量的影响，在大量数据进行分析后，建立一个数学模型，分析各项参数的同时变化对电池容量的影响，形成一个估算容量比较合理的数学模型。 项目难点3： 移动基站蓄电池组应用场景比较复杂，如何使建立的模型适用于移动基站不同的应用场合，这点难度很大。 解决方案： 通过模型需要不断修正的办法来解决这个难点。蓄电池分析模型收集大量、有效的数据进行前期数据分析，积累模型学习及教师样本，这一切为积累数据而做的基础性的工作量是非常大的。通过的试验数据进行分析后，不断完善已建立的数学模型，分析各项参数的同时变化对电池容量的影响，并进行进一步的验证，验证合格后，把这些数据输入模型数据库。 5.3 主要技术方案和关键技术要实现项目要求的在线实时的数据分析、诊断及配组功能，必须建立基站蓄电池组维护管理系统，其主要技术方案和关键技术点描述如下： 具有一定精度的、综合的前端数据采集，对于系统的实现非常重要 本次项目中，我们采用了一种具有电压、电流、温度以及内阻测试功能的蓄电池数据采集终端，其精度是保证蓄电池容量诊断精度和配组一致性的首要条件。若蓄电池监测设备采集精度、稳定性不高，将使得实际使用中经常发生数据严重不准确，甚至误告警的现象，当然也就不可能做到对蓄电池性能的有效监测和分析诊断了。 在实时在线的配组系统中，必须整合有蓄电池性能的诊断功能如前所述，电源维护的重点在于对蓄电池性能的准确分析诊断，同样，决定一节蓄电池更换与否，也取决于对蓄电池性能的准确分析诊断。本项目中，我们采用了蓄电池专家诊断分析方法，通过对蓄电池浮充电压的离散度、内阻以及变化、温度、充放电曲线、运行时间等数据的分析，并采用模糊理论和神经网络等技术，对数据进行聚类分析，实现对在线运行的蓄电池性能的分析诊断，得出蓄电池实时容量值，作为判断落后电池的依据，也是蓄电池需要更换维护的依据。 在蓄电池运行中实时采用曲线弥合和多参数比对的配组技术以往离线的蓄电池核对性放电容量测试和内阻测试的配组方法，没有考虑到蓄电池性能一致性表达的复杂性。蓄电池性能的一致性，不是简单的内阻一样或容量一样即可，而是需从运行电压以及变化、内阻、充放电曲线、温度特性、静止开路电压、使用时间等等一系列的参数的一致性考虑。由于是实时在线的数据监测，所以完全可以监测到每个蓄电池长时间的运行数据，如运行电压以及变化、内阻、充放电曲线、温度特性（如有采集）、静止开路电压（如有采集）、使用时间等等，这样就可以对所有的参数进行比较，达到所有数据的尽可能匹配，对需要配组的蓄电池所呈现的曲线进行曲线弥合或识别的技术，保证所配组后的电池具有比较相近的运行曲线；这样的配组是人工难以实现的，其配组的一致性当然也是最理想的。 详细技术内容介绍： 完善功能的蓄电池组在线监测装置本项目开发蓄电池组在线监护模块BMM，在线监测电池单体电压、整组电压、电流、温度、内阻等所有运行参数，通过通信接口实现数据接入远程数据系统。测试精度要求高，比如采用“四线制”方式测试电池内阻，避免了蓄电池连接线阻的影响，同时测试是固定的，保证了测量精度，减少了人工测试的误差。四线制测试示意图如下：具备在线维护功能：蓄电池平时在线运行过程中的最大问题由于蓄电池生产过程中材料、工艺等的非一致性，导致了单体电池性能参数的非一致性，比如：每个单体电池并没有按理想设定的浮充电压（2.25V）在充电！在“阀控式铅酸蓄电池组监护模块”内嵌了蓄电池分析的数学模型，通过对电池电压及电压离散度和内阻等参数的变化分析，判断目前蓄电池处于的状态。当得出蓄电池处于欠充或过充状态时，设备将自动启动维护程序，在线对蓄电池进行电压均衡调节充电。简单来说，即通过“蓄电池组监护模块BMM”即可实现蓄电池现场在线维护功能：1）对确认过充的电池，予以在线电压均衡，使其回到正常浮充状态。2）对确认欠充的蓄电池，予以在线补充电，使其回到正常浮充状态。 蓄电池在线诊断技术-蓄电池性能分析专家诊断方法在本项目中，我们采用了蓄电池在线诊断技术，利用模糊理论和神经网络技术对蓄电池电压、温度、电流、内阻等实时数据进行关联分析，利用蓄电池浮充电压离散度模型，提出了具有自适应学习能力的蓄电池性能分析专家诊断方法：1）构建由产生式表达的诊断分析知识库和评判与操纵处理规划库，是蓄电池性能分析专家诊断方法用于判断的基础，是蓄电池各种实时历史数据与蓄电池性能的特征关系，通过不断的学习、越来越多不同品牌蓄电池组的应用、越来越多不同环境的应用等等，此专家库越来越庞大，更能适用不同品牌以及不同应用环境下的蓄电池组；2）开发了基于前向推理方式的诊断分析和评判处理引擎，即可对蓄电池各种实时历史数据进行特征参数处理，使用上述的专家库，综合分析出蓄电池性能情况。蓄电池性能分析专家诊断方法实时、多角度地对阀控式铅酸蓄电池性能进行评判，输出各蓄电池的容量、寿命预估等，给出对各蓄电池的操作维护建议。蓄电池在使用过程中，存在一个由好变坏的复杂过程。而现有的蓄电池性能测试评判方法，都是以某一时刻、从单一的角度、并运用单一的方法来评判蓄电池的性能，无法对蓄电池容量和性能进行便捷、有效、准确测量。阀控式铅酸蓄电池是一个将化学能转化成电能的复杂的电化学体系，其寿命和性能受到电极材料、工艺、活性物质的变化、运行状态等诸多因素的影响。如正极板的腐蚀、负极板的硫酸盐化、电解液的变化，都是蓄电池容量下降的因素，也都会导致极化电位的变化和电池内阻的变化，在浮充状态下就会反映出浮充电压的变化，通过大量的蓄电池历史与测试数据，发现这种变化可以用浮充电压离散度表示，其与蓄电池容量的相关性最强，为此，建立了蓄电池浮充电压离散度和容量相关性的模型。在上述大量数据的基础上，建立了可还原以投运几年后蓄电池初始内阻的方法，通过分析蓄电池内阻相对自身变化对蓄电池容量的关系，建立了蓄电池内阻相对自身变化和容量相关性的模型。通过对蓄电池历史充放电曲线的分析，通过运行以来充放电曲线相对初始充放电曲线的趋势变化，建立了充放电数据和容量相关性的模型。通过结合充放电曲线的趋势变化、标准充放电曲线以及蓄电池浮充情况下的性能情况，使在放电过程中，实时输出蓄电池本身的容量情况、蓄电池剩余容量情况，结合当前放电电流，输出剩余放电时间。本项目中的蓄电池性能分析专家诊断通过对大量的蓄电池电压、温度、电流历史数据以及实验数据的分析，提取特征参数，利用神经网络技术建立各种电池电压状态下模型专家库。如下图a所示。图a、模型专家库建立示意图人工神经网络具有自适应学习的功能，当阀控式密封铅酸蓄电池进行了全容量或半容量核对性放电测试时，网络将自动更换学习样本，重新学习训练，形成一种新的评判体系。专家库通过不断的学习，使系统能够诊断不同的电池运行环境及不同电池品牌的阀控式密封铅酸蓄电池性能。在蓄电池运行过程中，利用上述各种模型计算方法对蓄电池组中的每节蓄电池的电压内阻、电流等数据进行数据分析，蓄电池性能分析专家诊断方法利用蓄电池浮充离散度的理论对电池浮充电压数据进行计算，综合分析获得单节电池相对自身浮充电压的离散度变量、单节电池相对整组电池浮充电压的离散度变量，获得单节电池相对自身内阻的变化，获得单节电池均充特征参数以及放电特征参数。在对蓄电池性能进行实施诊断时，采集蓄电池电压、温度、电流数据，提取特征参数，输入专家库，进入神经网络进行运行，得到蓄电池性能预测值，如图b 所示。图 b： 蓄电池性能分析专家诊断过程通过蓄电池性能预测值来诊断蓄电池性能，如图c所示，实时呈现运行蓄电池的实时容量值，也可以非常明显的发现落后蓄电池，无需进行人工核对性放电，即可比较准确的得知蓄电池的性能情况。图 c ： 蓄电池性能预测值图对阀控电池的健康状态实现有效的监测，及时发现失效或落后的电池，对可能的失效电池进行预测、做出维护指导，预防突发事故的发生，同时减少盲目的测试检修，减小误差，准确判断，实现蓄电池全面的在线监护。同时，蓄电池诊断系统除通过数据分析得出蓄电池组的容量外，也为蓄电池的配组提供了数据基础和平台。 一种新型维护的优化组合方法本方案是一种多基站蓄电池组群的优化组合方法（包括两组或以上蓄电池组）。具体来说，就是在多基站蓄电池组群运行过程中，通过使用蓄电池在线诊断模型，实时诊断蓄电池的性能情况，当出现两个或两个以上蓄电池组中分别有个别蓄电池落后失效或其它情况需要更换时，该方法通过分析蓄电池的性能情况，结合单体蓄电池实时数据以及历史数据、考虑基站地域分布等多重因素(基站地域分布可转化为具体参数，如采用传输网拓扑图转化基站间的距离值这一具体数据)，该方法采用计算机综合参数分析匹配，得出可继续使用的最佳匹配的蓄电池组合结果，输出最优、最经济的蓄电池组组合方案，按照给出方案进行蓄电池组的组合以及更换。现有技术缺陷：A.核对性放电组合法：通过对一些可能需要更换的蓄电池组进行核对性放电，判断出落后蓄电池，对剩余的进行重新配组。前期无法准确知道哪些蓄电池需要更换，核对性放电耗时久，工作量巨大。B.内阻/电导组合法：通过对一些可能需要更换的蓄电池组进行内阻/电导测量，判断出落后蓄电池，对剩余的进行重新配组。前期无法准确知道哪些蓄电池需要更换，内阻/电导测量经验证明与蓄电池容量并没有很强的相关性，无法准确判断出落后蓄电池，造成很大的浪费。本方法解决的技术问题：可在不需要进行人工核对性放电情况下，通过已有的诊断技术，预估出蓄电池的性能情况，结合单体蓄电池实时数据以及历史数据，考虑基站地域分布等多重因素，实时在线通过计算机综合分析匹配，得出可继续使用的最佳匹配的蓄电池组合结果。输出最优、最经济的蓄电池组组合方案。同时也填补了该领域的技术实现空白。减少原先要进行配组的最大工作量以及不必要的浪费，通过最小工作量实现最优、最经济的蓄电池组组合方式，既可以减少更换新的蓄电池组，又可避免新旧蓄电池混用，充分延长蓄电池组的使用寿命，达到降低消耗，节能减排的作用。由于是在线数据的监测，所以完全可以监测到每个蓄电池长时间的运行数据，如运行电压以及变化、内阻、充放电曲线、温度特性（如有采集）、静止开路电压（如有采集）、使用时间等等，这样就可以对所有的参数进行比较，达到所有数据的尽可能匹配，这样的配组是人工难以实现的，其配组的一致性当然也是最理想的。在配组软件中，采用了二个新的技术：a) 采用在线监测、采集每个蓄电池电池电压的变化曲线，包括充放电曲线，对需要配组的蓄电池所呈现的曲线进行曲线弥合或识别的技术，保证所配组后的电池具有比较相近的运行曲线；b) 采用了多参数比对的技术，使配组后的蓄电池，在各项参数中尽可能的相近。显然，通过这样的配组技术，不仅仅减少了工作量，也极大的保证了配组后蓄电池的一致性。其实现的关键技术是基于不同权重下的多参数的比对，以及对运行曲线和充放电曲线进行曲线弥合或识别的技术，最终得到相近性能的蓄电池组合方案，所实现的结果可通过WEB方式查询、输出。蓄电池组组合优化方法框架图如下：当出现两个或两个以上蓄电池组中分别有个别蓄电池落后失效或其它的情况需要更换时，蓄电池组组合优化方法通过蓄电池组组合优化的各项参数（如：蓄电池性能情况、蓄电池电压（实时/历史数据）、蓄电池内阻（实时/历史数据）、运行年限、工作环境/方式、蓄电池品牌、基站地域分布以及其他一些情况，进行综合分析匹配，得出可继续使用的最佳匹配的蓄电池组合结果。实现最优、最经济的蓄电池组组合方案，可通过WEB显示最终结果，并可按照给出方案进行蓄电池组的组合以及更换。蓄电池组合优化以及人工更换流程完整框图如下：六、专利检索情况各子课题的专利检索分析情况汇总如下：200710066374.3 蓄电池实时在线无损精确测量方法 200510115090.X 蓄电池内阻及劣化状态在线监测方法及系统 200720041677.5 密封式铅酸蓄电池在线监测仪 200820145337.1 一种蓄电池组单体电压在线监测装置200920029938.0 一种蓄电池在线监测装置及系统 分析：上述这些专利主要侧重于具体一种技术方案来实现蓄电池监控的实现，本项目是“蓄电池组维护管理系统研究”侧重于维护和管理，所以上述这些专利与本项目无任何关系，不会对我公司所要申报的专利形成影响。七、已有的研究工作积累和取得的研究成果河南公司：2010年河南公司与第三方合作，基于对蓄电池的维护管理需求，提出进行蓄电池多参数指标分析软硬件功能需求及硬件的开发，并安排少量基站进行了实验验证，输出有相关数据报表，目前正在进行软硬件功能完善，其后再安排部分基站进行实际试验。上海公司：基站蓄电池远程维护模式的研究本课题为一次研究课题，无累计工作成果。浙江公司：本课题目前已经进行了一些相关研究和试验工作，主要取得了如下研究和试验成果： 已完成的工作： 完成了蓄电池在线监测的试点； 完成系统组网，中心平台建设； 完成蓄电池性能参数相关的基础性研究与验证工作； 已取得的研究成果： 确定了采用直流法、多循环的在线测试技术来测量电池内阻； 确定了采用双线制来测量电池电压，解决了在充放电时不能准确测量电池电压的问题； 确定了采用放电电压+内阻+电压的方法估算容量，通过核对性放电与实际负载放电来修正估算的容量 对蓄电池管理平台做了模块设计规划。 湖南公司：1、动环网管长期稳定监控，有大量的基站环境、开关电源、蓄电池运行的历史数据。这些数据对研究蓄电池的性能与相关设备数据关系有很大帮助。2、蓄电池简单数据采集设备已经成熟稳定，此设备是本课题中EBMU的设备的研究开发的参考基础。江苏公司：通过对底层监控主机的内嵌软件开发，实现了对测试过程中业务安全的基本保障。八、本课题的创新点和专利点本研究方案提出了一种创新的电源设备检测维护的思路及方法，建立了一套基于对蓄电池进行底端现场参数进行采集，并对蓄电池多参数（电压、电流、内阻、温度、时间等）进行综合分析诊断得到蓄电池容量，再进一步实现蓄电池重新配组的完整的系统。其主要技术创新点如下：（一）、思路创新：开发蓄电池在线诊断技术-蓄电池性能分析专家诊断方法由于河南移动乃至全国电源业界目前均采用传统的维护方式，即人工测试电池的单体电压、电导（或内阻）、进行人工核对性放电试验查找落后电池、定位故障电池再到对其进行更换的工作量非常巨大，那么，要想解决这一焦点、难点问题及人员矛盾，只有从思路上考虑增加相应的底端硬件采集设备，进行软件功能开发，建立一套基于对蓄电池底端现场参数进行采集，并对蓄电池多参数（电压、电流、内阻、温度、时间等）进行整合、综合分析、实时诊断得到蓄电池的容量，再进一步实现蓄电池重新配组的完整的系统。（二）、模糊理论和神经网络等技术的开发电源维护的重点在于对蓄电池容量性能的准确分析诊断，同样，决定一节蓄电池更换与否，也取决于对蓄电池性能的准确分析诊断。本项目中，我们采用了蓄电池专家诊断分析方法，通过对蓄电池浮充电压的离散度、内阻以及变化、温度、充放电曲线、运行时间等数据的分析，并采用模糊理论和神经网络等技术，对数据进行聚类分析，实现对在线运行的蓄电池性能的分析诊断，得出蓄电池实时容量值，作为判断落后电池的依据，也是蓄电池需要更换维护的依据。 （三）、曲线弥合和多参数比对的配组技术以往离线的蓄电池核对性放电容量测试和内阻测试的配组方法，没有考虑到蓄电池性能一致性表达的复杂性。蓄电池性能的一致性，不是简单的内阻一样或容量一样即可，而是需从运行电压以及变化、内阻、充放电曲线、温度特性、静止开路电压、使用时间等等一系列的参数的一致性考虑。 由于是实时在线的数据监测，所以完全可以监测到每个蓄电池长时间的运行数据，如运行电压以及变化、内阻、充放电曲线、温度特性（如有采集）、静止开路电压（如有采集）、使用时间等等，这样就可以对所有的参数进行比较，达到所有数据的尽可能匹配，对需要配组的蓄电池所呈现的曲线进行曲线弥合或识别的技术，保证所配组后的电池具有比较相近的运行曲线；这样的配组是人工难以实现的，其配组的一致性当然也是最理想的。 （四）、基于前向推理方式的诊断分析和评判处理引擎的开发，多数据模型的建立蓄电池在使用过程中，存在一个由好变坏的复杂过程。而现有的蓄电池性能测试评判方法，都是以某一时刻、从单一的角度、并运用单一的方法来评判蓄电池的性能，无法对蓄电池容量和性能进行便捷、有效、准确测量。阀控式铅酸蓄电池是一个将化学能转化成电能的复杂的电化学体系，其寿命和性能受到电极材料、工艺、活性物质的变化、运行状态等诸多因素的影响。如正极板的腐蚀、负极板的硫酸盐化、电解液的变化，都是蓄电池容量下降的因素，也都会导致极化电位的变化和电池内阻的变化，在浮充状态下就会反映出浮充电压的变化，通过大量的蓄电池历史与测试数据，发现这种变化可以用浮充电压离散度表示，其与蓄电池容量的相关性最强，为此，建立了蓄电池浮充电压离散度和容量相关性的模型。在大量数据的基础上，建立了可还原以投运几年后蓄电池初始内阻的方法，通过分析蓄电池内阻相对自身变化对蓄电池容量的关系，建立了蓄电池内阻相对自身变化和容量相关性的模型。通过对蓄电池历史充放电曲线的分析，通过运行以来充放电曲线相对初始充放电曲线的趋势变化，建立了充放电数据和容量相关性的模型。通过结合充放电曲线的趋势变化、标准充放电曲线以及蓄电池浮充情况下的性能情况，使在放电过程中，实时输出蓄电池本身的容量情况、蓄电池剩余容量情况，结合当前放电电流，输出剩余放电时间。在蓄电池运行过程中，利用上述各种模型计算方法对蓄电池组中的每节蓄电池的电压内阻、电流等数据进行数据分析，蓄电池性能分析专家诊断方法利用蓄电池浮充离散度的理论对电池浮充电压数据进行计算，综合分析获得单节电池相对自身浮充电压的离散度变量、单节电池相对整组电池浮充电压的离散度变量，获得单节电池相对自身内阻的变化，获得单节电池均充特征参数以及放电特征参数。本课题的主要专利点如下：一种基于SDH和PTN网络的混合传输的基站蓄电池组维护管理系统（正在申请专利） 九、外部合作伙伴委托方案本项目共有5个子课题涉及到外部合作伙伴委托，项目小组研发过程中将严格按照集团公司知识产权保护相关思路，纳入研发项目管理全过程，及时、系统地保护科技创新成果，有效控制研发项目知识产权风险，全面提高知识产权创造、运用、保护和管理能力，在和合作伙伴合作过程中明确知识产权归属及知识产权相关的权利义务。子项目名称是否有外部合作伙伴委托委托方案说明通过动环监控系统对电池进行监测和在线维护的解决方案研究是该项目拟委托杭州高特电子科技有限公司进行研究开发。委托开发时，相关的关键技术点的知识产权将归我公司所有。基站蓄电池管理评估系统研发是该项目拟委托艾默生公司进行研究开发。委托开发时，相关的关键技术点的知识产权将归我公司所有。基站蓄电池远程维护模式的研究是该项目拟委托中兴公司进行研究开发。委托开发时，相关的关键技术点的知识产权将归我公司所有。蓄电池远程维护管理智能监控系统研发是该项目拟委托中兴公司进行研究开发。委托开发时，相关的关键技术点的知识产权将归我公司所有。蓄电池组维护管理系统研究是该项目拟委托杭州大光明通信系统集成有限公司进行研究开发。委托开发时，相关的关键技术点的知识产权将归我公司所有。十、 预期研究产出通过本项目实施，预计产出7项研究成果，1项专利，5项测试报告。目前未确定有涉及到企业标准、国际标准进行修改的部分。项目研究产出预期产出内容承担单位研究成果：包括研究报告、形成的软硬件平台蓄电池维护管理监测平台河南公司蓄电池远程维护管理智能监控系统研发报告湖南公司蓄电池远程维护管理智能监控系统研发软件平台湖南公司基站蓄电池远程维护模式研究报告，中兴动环监控平台V1.6版本升级，中兴动环监控EMBU硬件产品。上海公司蓄电池在线监测系统与现网融合报告浙江公司蓄电池在线监测系统的中心软件平台建设浙江公司蓄电池在线监测系统的硬件平台浙江公司专利成果：专利申请计划 一种基于SDH和PTN网络的混合传输的基站蓄电池组维护管理系统浙江公司试验成果：开展的相关试验室及外场测试工作中形成的试验报告试验测试报告河南公司蓄电池在线监测与维护管理的研究报告河南公司蓄电池在线监测系统评估报告 浙江公司蓄电池在线监系统测试运行报告 浙江公司蓄电池智能维护管理系统系统试验开局测试报告湖南公司技术标准根据集团具体要求，必要时联合子课题省份出台蓄电池在线测试与维护的企业标准河南公司十一、课题研究分工整个项目共有5项分工，分别由河南公司、浙江公司、上海公司、湖南公司、和江苏公司开展。单位分工内容研究产出负责人河南公司通过动环监控系统对电池进行监测和在线维护的解决方案研究蓄电池在线监测维护管理平台湖南公司 蓄电池远程维护管理智能监控系统研发蓄电池智能维护管理系统软硬件平台上海公司蓄电池远程维护模式的理论研究，方案选优，实现方法。基站蓄电池远程维护模式研究报告，中兴动环监控平台V1.6版本升级，中兴动环监控EMBU硬件产品。浙江公司蓄电池组维护管理系统研究1、开发满足移动基站蓄电池组维护管理的系统；2、开发具备完善功能的蓄电池组在线监测装置。江苏公司 基站蓄电池管理评估系统研发十二、项目研究计划进度整个项目的研究计划进度如下表所示，预计在11月底前完成所有专项研究工作，在11月至12月期间根据集团确定的试验省完成所有项目的联调试验工作，并对总体效果进行评估，在12月完成项目的总结、汇报、评审工作，对有明显效果的技术进行全国推广。专题工作2011年5月2011年6月2011年7月2011年8月2011年9月2011年10月2011年11月通过动环监控系统对电池进行监测和在线维护的解决方案研究监测装置硬件改进和软件优化对试验站进行监测系统的部署安装在线测试，性能数据分析汇总数据，总结报告评审基站蓄电池远程维护模式的研究现有环监平台分析，明确开发需求开关电源智能接口研究及开发EBMU硬件开发及功能验证网管平台放电测试模块开发及功能验证现网试运行就对比测试总结评审蓄电池远程维护管理智能监控系统研发完成系统功能需求分析评审、系统设计完成系统测试完成试生产及试验局验证测试项目设计定型评审，项目结题蓄电池组维护管理系统研究完成蓄电池在线监测系统的试点安装，参数验证、电池全容量测试、试点站的蓄电池组分析，形成报告。完成蓄电池在线监测系统的小规模安装，进一步对蓄电池的内阻、电压、剩余容量等参数进行验证；在软件平台上体现所有预期设计的功能，形成报告。完成对蓄电池在线监测系统的优化、延伸功能的开发与实践，完成对所有监控站的数据统计与分析，整合蓄电池性能的诊断功能，实现实时在线优化配组，形成报告。项目设计定型评审，项目结题十三、项目关键技术决策点及完成时间计划本课题预计9月份完成对各个子项目的中期评估，确定各子项目按进度进行，12月份完成对各个子项目的结题报告，所有关键技术决策点由本课题项目组共同完成，不需集团层面进行决策。项目关键决策点决策点简要描述研究完成时间计划蓄电池剩余容量分析采用哪种方式？在点放电法：对系统进行二次开发，需要确保放电过程的安全可控，不对现网运行设备造成安全影响。电导测试法：需增加电导测试接头，对站内设备改动较多，成本增加较大，但能实现快速测量。2011年6月蓄电池远程维护管理智能监控系统硬件平台架构确定确定系统所需要的硬件设备型号2011年8月蓄电池远程维护管理智能监控系统软件功能架构确定软件功能模块详细描述2011年6月个别型号电源的远程监控功能开发实现系统蓄电池容量测试管理功能的必要条件2011年6月保障机制研发及验证保障电池容量测试对业务没有影响2011年6月试点站电池组的所有参数验证分析 严格的按照科学的方法对实验参数进行验证工作 2011年7月中心管理平台所有功能正确呈现及完善 对中心管理端所有功能要熟练掌握，并提出建设性的建议 2011年9月中心监控管理机制的建立，优化策略及延时功能的实践 对试运行的系统进行管理机制的规划，对油机调度等延时功能的有效规划 2011年11月十四、项目企业绩效贡献情况预测项目对企业绩效贡献的量化路径图项目特征指标（PAV）指标名称项目应用前指标现状值：PAVc项目应用1年后指标预期值：PAVe1此项目带来的指标变动量：PAV蓄电池维护人工