CN108292768B - 用于燃料电池供电数据中心的功率调制 - Google Patents

Abstract

燃料电池功率控制器追踪负载电流和燃料电池输出电压，以及过度燃料电池斜坡速率上的警报，因此另一电源可以补充燃料电池和/或负载可以被减少。功率工程过程通过当功率可用时快速地使功率流斜升做出可用燃料电池功率的高效使用，同时考虑斜坡速率和燃料电池的其他功率限制和负载的安全限制。功率流在指示燃料电池的电气输出限制的警报之后减少。在缺乏警报的情况下，许可的功率流响应于来自负载的功率需求增加(实际或者请求的)而增加。功率流可以以固定量、比例量或者根据序列增加或者减少。功率控制器继电器可以在低燃料电池输出电压或者高负载电流上跳闸打开。

Description

用于燃料电池供电数据中心的功率调制

背景技术

燃料电池通过使用电化学过程(诸如正电荷氢离子与氧气或其他氧化剂的化学反应)将来自燃料的化学能转换为电力。燃料电池操作通常取决于两个供应：燃料供应，其提供正在进行的燃料源；以及氧气供应，其提供正在进行的氧气源以维持化学反应。在燃料电池中，各种燃料在使用中或者在用于使用的考虑下。各种氧化剂还被使用或者在考虑中；在一些情况下，周围空气用作氧气供应。和最终地耗尽并且必须在进一步用作电源之前被重新充电的电池不同，只要必要的燃料和氧气被供应，则燃料电池可以连续地产生电力。

燃料电池单独或者组合电池或者内燃机被使用在或者被考虑用于使用在各种各样的情况中，包括例如：商业、工业、休闲、制造、医学、军事、住宅和科学初级和备份发电；作为远程、隔离或者离网位置中(诸如驾驶室、通信中心、通信塔、煤气或者油井位置、军事设施、公园、监狱、研究站、郊外位置、航天器、保安亭和天气站)的电源；并且在车辆中诸如飞机、所有地域的车辆、船、公共汽车、小汽车、铲车、游乐车、航天器、潜水艇、火车、卡车和无人远程引导式或者自主车辆。

燃料电池作为电源具有可以帮助促进效率、可靠性和适应性的各种性质。例如，燃料电池可以是紧凑并且轻量的，并且许多燃料电池不要求任何移动部分操作。燃料电池发电可以比矿物燃料发电在环境上干净得多。一些燃料电池可以使用来自垃圾填埋或废水处理设备的低质量气体来发电并且同时地降低甲烷排放。燃料电池的理论能量效率(并且在许多情况下实际的真实世界的能量效率)可能大体上大于矿物燃料发电或者其他电源的能量效率。燃料电池也是通用的。通过消耗封闭空间内的氧气，燃料电池可以被用于食品保存。在一些呼吸测醉器中，由燃料电池生成的电压量被用于确定存在于样本中的燃料(酒精)的浓度。也存在许多其他示例。

然而，类似任何电源，燃料电池的特定特点在给定情况中可能是优点或挑战。氧气的正在进行的消耗例如是当从船运集装箱移除氧气帮助保存被存储在集装箱中的食物的优点，但是氧气消耗是对有限氧气环境(诸如空间站和航天器)中的燃料电池的使用的重大挑战。因此，对给定情况中的燃料电池的特点的紧密并且深思的关注可以揭示技术问题。

发明内容

一些示例涉及补偿在从燃料电池获得增加功率中固有的延迟的技术活动。一些示例涉及当燃料电池接近功率输出限制或者被敦促以通过增加的需求接近这样的限制提供警报的技术活动。一些示例涉及做出从燃料电池可用的功率的更高效使用的技术活动。与本文中的技术有关的其他技术活动对于本领域的技术人员而言还将变得明显。将理解到，在一个操作环境中由燃料电池提出的问题的方案可以证明不仅在原始方案中而且在其他燃料电池使用场景中以不期望的方式是有用的。

一些实施例提供燃料电池功率控制器，其具有：负载电流传感器，其追踪负载电流；燃料电池输出电压传感器，其追踪燃料电池的输出电压；功率控制器处理器，其具有监测负载电流和输出电压的可执行指令；以及斜坡速率警报信号线，其由功率控制器处理器当燃料电池的斜坡速率超过先前指定的斜坡速率阈值时被触发。确定至少部分地基于负载电流传感器值和/或输出电压传感器值。警报可以当燃料电池接近功率输出限制时提供警告，这指示燃料电池单独可能不能够提供与当功率需求增加时寻找的一样快的更多功率。然后可以或者通过使用另一电源(诸如电池或者超级电容器)补充燃料电池输出或者通过减少或者限制燃料电池上的负载需求或者二者来采取补偿动作。

一些实施例提供燃料电池功率工程过程，其通过当功率可用时快速地斜升功率流来使得来自燃料电池的可用的功率的高效使用，同时仍然考虑斜坡速率和燃料电池的其他功率限制和接收功率的负载的安全限制。在一些示例中，燃料电池功率控制器许可电功率以功率的水平从燃料电池流动到电气设备。燃料电池功率控制器响应于指示燃料电池的电气输出限制的警报信号，减小到电气设备的电功率流的水平。燃料电池功率控制器响应于来自电气设备的功率需求增加(实际或者请求的)和警报信号的缺少，增加电功率被许可以流动到电气设备的水平。例如，当燃料电池的斜坡速率超过先前指定的斜坡速率阈值时、当燃料电池的输出电压水平跨过先前指定的输出电压阈值或者当电气设备的电功率流的负载电流水平跨过先前指定的负载电流阈值时，警报被产生。功率流可以增加或者减小，每次改变单个固定数量、与水平的先前增加或减小成比例的量或者通过不同量的序列(诸如几何序列或任意序列)。功率控制器中的继电器可以在指定的低燃料电池输出电压或者高负载电流条件上跳闸打开。

给定示例仅是说明性的。本发明内容不旨在标识要求保护的主题的关键特征或基本特征，其也不旨在被用于限制要求保护的主题的范围。相反，本发明内容被提供以简化形式介绍在下面具体实施方式中进一步描述的一些技术概念。本创新利用权利要求定义，并且在本发明内容与权利要求冲突的程度上，权利要求应当有效。

附图说明

将参考附图给出更具体描述。这些附图仅图示所选择的方面并且因此不完全地确定覆上限或者范围。

图1是图示在操作环境中由燃料电池供电的系统的示图。

图2是图示在操作环境中的另一燃料电池供电系统的示图。

图3是详细地图示燃料电池供电系统的燃料电池包的示图。

图4是详细地图示燃料电池供电系统的另一燃料电池包的示图。

图5是图示燃料电池功率控制器的示图；

图6是图示另一燃料电池功率控制器的示图；

图7是图示包括与控制物质流动到燃料电池中的燃料电池流速处理器通信的燃料电池功率控制器的系统的示图；

图8是图示包括含有一个或多个数字服务器作为负载中的设备的操作环境中的燃料电池功率控制器的系统的示图；

图9是图示包括含有数据中心中的多个数字服务器的操作环境中的燃料电池功率控制器的系统的示图；

图10是图示包括含有车辆电机的操作环境中的燃料电池功率控制器的系统的示图；

图11是详细地图示燃料电池功率控制器的功率控制器处理器的示图；

图12是图示一些燃料电池功率管理过程(在本文中还被称为功率工程过程)的方面的流程图；

图13是图示当燃料电池接近如由高负载电流、低燃料电池输出电压或者二者所指示的功率输出限制时提供警报的燃料电池功率管理过程的流程图；

图14是图示当燃料电池到达燃料电池斜坡率阈值时提供警报的燃料电池功率管理过程的流程图；以及

图15是图示在功率可用时并且没有警报被信号传送时通过快速地使功率流斜升来调节功率流以高效使用从燃料电池可用的功率，同时仍然考虑燃料电池的功率限制和接收功率的负载的安全限制的燃料电池功率管理过程的流程图。

具体实施方式

缩略词

下面定义了一些缩略词，但是其他可以在本文中以其他地方定义或者不要求本领域的技术人员理解的定义。

AC：交流电

ACK：确认

API：应用程序接口

BIOS：基本输入输出系统

CD：光盘

DC：直流

DVD：数字通用光盘或者数据视频光盘

ESD：能量存储设备

RAM：随机存取存储器

ROM：只读存储器

TCP：传输控制协议

概述

计算技术支持电子商务和企业应用、通过社交媒体的交互、通过文本消息传送的通信的所有方式、视频会议、各种其他电信和增加的物联网。作为这些活动的固有部分的被执行的许多计算使用数字服务器被执行，并且那些服务器中的许多服务器被定位在数据中心中。云计算例如常常依赖于来自包含数以万计的服务器的数据中心的服务。

提供操作数字服务器所需要的电功率提出数个技术挑战。一个人如何使功率从其生成的地方到达其将被消耗的数据中心？一个人如何最小化或者至少减少生成大量的电功率的环境影响？一个人如何最小化或者至少减少用于数据中心的发电的资本成本和操作成本？

燃料电池具有如下特点，该特点使他们值得调查研究作为用于这样的技术问题的解决方案的一部分。关于环境影响，燃料电池是比许多更多传统的发电装置更环境友好的。关于使功率从其生成的地方到达其将被消耗的数据中心，如果燃料和空气在共享地点是可用的，则许多燃料电池可以在数据中心附近生成功率；这将传送功率的问题转变为在燃料供应附近定位数据中心的问题。这有时是用于解决的更容易的问题(特别地当周围空气可以是空气供应时)。数据中心与燃料电池的共同定位还减少资本成本，因为电功率传输基础设施不需要将用于长距离的电功率传送到数据中心。燃料电池的相对高能量效率和其在更便宜的燃料上运行的能力还可以减少操作成本。

然而，使用燃料电池还创建技术挑战，因为燃料电池输出响应于来自负载的增加的需求相对地缓慢地改变。具有大于数据中心的峰值需求的容量的传统电网可以基本上同时地将增加的功率提供到数据中心。因此，不需要基于多少功率在给定时刻处可用于数据中心服务器来调节数据中心服务器，并且不需要利用来自其他源(诸如电池或者超级电容器)的功率补充电网供应以给定服务器其需要的功率，当数据中心服务器需要它时，执行其被分派任务以执行的计算。

换句话说，如果传统的电网具有提供由负载需求的功率量，则它具有有效地完美的负载跟踪。电源的“负载跟踪”能力与电源响应于增加的需求可以多么迅速地斜升功率输出有关，与一旦其已经斜升时其可以提供多少功率相反。出于本目的，在讨论负载跟踪或者功率输出斜坡率时，我们假定电源具有大于数据中心或服务器的机架或问题中的其他负载的的峰值需求的容量；负载跟踪和斜坡率涉及电源使功率输出多么迅速地斜升以匹配针对功率的增加的需求，而不是需求的功率量。在数学术语中，关于负载跟踪，一个涉及表示可测量的功率输出的函数的斜率，而不是该功率输出函数的高度(幅度)。

燃料电池通常地当负载恒定时最好地执行，并且其具有归因于改变燃料和空气流速的高惯性的有限的负载跟踪能力。然而，数据中心功率需求可以有时展示高变化。功率需求可能由于工作量波动(例如，突发访问)而波动。实际上，云计算的声称的益处中的一个是云计算服务提供商的客户端可以根据需求根据需要快速地“加速”新虚拟机实例或者其他计算或者存储资源的减轻。功率需求还可以当服务器被接通或者关断时波动，例如，以节省功率、重新启动或者满足增加的计算负载。燃料电池功率输出将通常地在这些突发功率改变之后滞后。即，许多燃料电池具有小于实际上完美的负载跟踪能力。取决于情况，燃料电池可以要求几秒或甚至几分钟斜升以满足增加的功率需求，其中如上文所描述的传统电网可以在一秒下斜升。

为了处理需求的功率与在给定时间处供应的功率之间的间隙，一些方法将利用能量存储设备(ESD)。然而，ESD可以是昂贵的(特别地当其仅偶发地被用于在峰值需求附近供应功率时)。如果ESD是系统中的单个故障点，则ESD还可以减少可靠性。ESD与本文呈现的创新方法兼容，但不是必须的。在许多情况下，本文中呈现的创新方法与依赖于ESD已经完成的相比，以较低的成本并且具有更高的可靠性补偿不完美的燃料电池负载跟踪。

例如，在此呈现的一个创新方法与数据中心功率系统中的功率管理策略有关。分布式服务器功率调制策略可以被用于满足燃料电池功率斜升约束。一个方法使用来自燃料电池包的警报信号作为用于适配负载功率上限的反馈机制。在一个示例中，方法首先应用默认功率上限并且然后逐渐地适配个体功率上限以改进系统性能。在一些示例中，分布式服务器功率调制策略由每个服务器上的代码实现。当功率斜升速率超过阈值时，来自燃料电池包的警报信号将被发送到所有服务器以触发功率调制。功率调制仅在警报被接收之后被激活。每个服务器仅检查其功率并且在警报被接收之后在计算负载上(并且因此在功率需求上)设定上限。基于最坏情况场景的默认保存上限首先刚好在警报之后被应用，然后第二上限稍后由每个服务器应用以增加性能。用于每个服务器的第二上限不必被预定。每个服务器在没有警报存在时逐渐地增加其第二上限。该增加可以使用在精神上与例如网络分组拥塞控制协议类似的缓慢启动和随机退避方案实现。

在此呈现的另一创新方法与燃料电池设计细节有关。燃料电池包可以包括基于斜坡率的断路器。如果指定功率斜升率被违反，则警报信号被提供到付服务器机架或者其他负载，因为这指示燃料电池的负载跟踪能力存在被违反的风险，其意味着存在燃料电池将物理地不能够像需求一样快速地提供功率，或者燃料电池存在被推送超过安全限制的风险。

本文还呈现了其他创新方法。这些创新包括例如对燃料电池技术的改进，该改进当燃料电池接近其负载跟踪斜坡率限制时提供警报，以及更高效使用的从燃料电池可用的功率而不超过斜坡速率或者负载安全限制的经改进的功率工程过程。虽然数据中心被用作示例，并且在其需要最初导致本文呈现的创新中的一些的负载中间是突出的，呈现的创新不限于使用在对数据中心供电中。一些创新还可以被使用在其他环境中，其中电功率需求迅速地波动(例如，当电机加速时，或者当功率虹吸或者重定向以满足其他需求时)。特定燃料电池转换技术还可以受益于斜坡率警报，其帮助防止推送电化学转换反应超过安全或者高效的物理限制。燃料电池输出电压中或流动到负载的电流中的不期望的变化还可以指示电源中的问题、燃料电池自身中的问题或者燃料电池电源与负载之间的功率传输路径中的问题。本文中呈现的一些创新监测燃料电池输出电压和/或流动到负载的电流，并且当其通过指定阈值水平时唤起警报，并且因此可以被用于帮助检测这样的问题。

本文呈现的创新方法与其他方法兼容，但是其他方法自身不由本创新要求。例如，在此呈现的一些创新方法与被公式化以满足燃料电池功率斜升约束的双层层次功率调制策略兼容。该双层层次功率调制方法将分布式策略和集中式策略组合以确保安全并且在有限的功率下改进应用性能。分布式服务器策略防止单个故障点的存在，而集中式策略(例如，基于底盘管理器的)可以使用全局知识重写分布式策略上限以实现更好的性能。类似地，在此呈现的一些创新方法与混合策略兼容，其将能量存储装置和功率调制组合以通过减少的ESD容量实现更好的性能并且较低的成本。该混合方法利用效用曲线、负载预测、燃料电池特点和ESD状态确定何时使用哪个功能(ESD补偿vs.计算负载上限)。

一些术语

本文对示例性实施例(诸如在附图中所图示的那些)进行参考，并且特定语言在本文中被用于描述相同内容。但是对于(一个或多个)相关领域的并且具有本公开的所有权的技术人员发生的本文所图示的特征的变更和进一步的修改、以及由本文中的特定实施例所图示的抽象原理的附加技术应用应当被认为在权利要求的范围内。

术语的含义在本公开中被澄清，因此权利要求应在对这些澄清的仔细关注的情况下被阅读。给定特定示例，但是(一个或多个)相关领域的技术人员将理解到，其他示例也可以落在使用的术语的含义内以及一个或多个权利要求的范围内。术语在此不必具有其在一般使用中(特别地在非技术使用中)、或在特定工业的使用中或在特定词典或词典集中具有的相同意义。附图标记可以与各种措辞一起被用于帮助示出术语的宽度。从给定文本块省略附图标记不必意味着附图的内容不通过文本被讨论。发明人断言并且锻炼其对其自身的词典编纂的权利。引用术语将明确地被定义，但是术语也可以在不使用引号的情况下隐含地定义。术语可以或者明确地或者隐含地在具体实施方式中和/或在申请文件中的其他地方定义。

“燃料电池”是通过燃料与氧化剂之间的化学反应将化学能转换为电力的设备。燃料的一些示例包括生物气、柴油、汽油、氢、甲烷、甲醇、天然气、丙烷和在本文或在技术文献中说明的其他燃料。氧化剂包括来自周围空气的氧气、液态氧和在本文或在技术文献中说明的其他氧化剂。和电池不同，燃料电池要求燃料和氧化剂的连续源以产生电力的连续输出。和将化学能转换为机械能或推力的内燃机不同，燃料电池通过将化学能直接地转换为电能进行操作。

燃料电池的“斜坡速率”是在其处燃料电池可以安全地增加其输出的最高速率。斜坡速率可以以每时间伏特为单位来测量。在一些情况下，斜坡速率可以根据燃料电池制造商规格来确定。在许多情况下，单个(最小值)斜坡速率约束被列出在燃料电池数据表格或者其他规格中。基于负载电流和燃料电池电压的斜坡速率约束的表可以有时使用由燃料电池制造商公开的API获得。确定斜坡速率约束的另一方式是通过描述在不同的负载和输出电压下的燃料电池来建立斜坡速率查找表。

“电流传感器”是检测电线或者其他电力传输线中的电流(AC或DC)并且产生与所检测的电流成比例的信号的设备。产生的信号可以是模拟或者数字的。电流传感器可以使用例如磁通门、霍尔效应集成电路传感器、干涉仪、电阻器、Rowgowski线圈或者变压器来建立。

“电压传感器”是测量电路中的两个点之间的电压并且产生与所测量的电压成比例的信号的设备。电压传感器被使用例如在电压表、电位计、示波器中。由于电压等于电流乘以电阻(欧姆定律)，因而电流传感器可以适于用作电压传感器，并且反之亦然。

“电源”是将一种形式的电能转换为另一形式的电能的设备。

“燃料电池功率控制器”是包括功率控制器处理器和至少一个电流或电压传感器的设备。

“功率控制器处理器”是执行功率工程过程的设备。

“功率转换控制部件”是包括功率控制器处理器并且与负载通信以对到负载的功率执行功率工程过程的设备。

“微型处理器”是计算硬件设备(常常包括固件)，其能够执行处理数据的编程指令。微处理器可以具有一个或多个处理核，并且可以具有板载存储器(诸如指令或者数据高速缓存)。在其被编程之前，微处理器可以是通用的，或者其可以具有针对特定用途(诸如图形处理、信号处理、浮点算术处理、加密、I/O处理等等)裁剪的电路。在其被编程有用于特定功能(诸如功率工程)的指令之后，微处理器是被裁剪到该功能的专用设备。

“存储器”是以对微处理器电子地可访问的形式存储数字数据的设备。存储器可以是易失性或者非易失性的，但是信号本身不是存储器。在此没有权利要求覆信号本身、抽象观念本身或者自然现象本身。

“代码”意味着微处理器指令、微处理器数据(其包括常量、变量和数据结构)或指令和数据二者。代码的许多示例中的一些示例包括应用、BIOS代码、被实现在软件中的控制器部分、驱动程序、异常处理程序、固件、函数、管理程序、中断处理程序、内核、库、操作系统、程序、状态机和虚拟机。

虽然本文所讨论的一些部件可以包括软件代码，本文中术语“部件”的使用不意味着软件部件自身。如本文中所使用的“部件”也不是临时词。作为示例，包括软件的转换控制部件还包括非软件项(诸如传感器硬件和/或微处理器硬件)。

“计算机系统”可以包括例如一个或多个服务器、主板、其他印刷电路板、处理节点、膝上型计算机、平板电脑、个人计算机(便携与否)、个人数字助理、智能电话、智能带、电池或者移动电话、具有至少微处理器和存储器的其他移动设备、计算机控制的制造系统、许多车辆和/或其他(一个或多个)设备或者具有至少部分地由指令控制的一个或多个微处理器的设备的系统。指令可以以固件和/或存储器中的其他软件的形式和/或硬编码为专用电路。

“物联网”意味着可寻址的嵌入式计算节点的任何联网集合。这样的节点是如本文所定义的计算机系统的示例。其还可以具有以下特点中的一个或多个：(a)没有本地人可读的显示器；(b)没有本地键盘；(c)输入的主源是追踪非语言数据的源的传感器；(d)没有本地旋转磁盘存储装置，例如，RAM芯片或ROM芯片提供仅本地存储器；(e)没有CD或DVD驱动器；(f)家用电器中的预埋件；(g)植入式医学设备中的预埋件；(h)车辆中的预埋件；(i)过程自动控制系统中的预埋件；或者(j)聚焦于以下各项之一的设计：环境监测、城市基础设施监测、工业设备监测、能量使用监测、人类或者动物状态监测或者物理运输系统监测。

如在本文所使用的，除非另外说明，否则“包括”允许附加元件(即，包括意味着含有)。“组成”意味着基本上组成或者完全组成。当X的非Y部分(如果有的话)可以被自由地更改、移除和/或添加而不需要更改要求保护的实施例的功能直到讨论中的权利要求被涉及时X基本上包括Y。

“过程”有时在本文被用作计算科学领域的技术，并且在该技术意义上涵盖计算资源用户诸如例如协同程序、线程、任务、中断处理程序、应用过程、内核过程、程序和对象方法。“过程”在本文中被用作功率工程领域中的术语，例如，关于管理由设备或者在设备中间的电功率的生成和/或分布的步骤。“过程”在本文中还被用作专利法术语(例如，在描述与系统权利要求相反的过程权利要求时)。类似地，“方法”在本文中有时可以被用作计算科学领域或者功率工程领域中的技术术语并且还作为专利法术语(过程)。本领域的技术人员将理解到在特定实例中预期哪个意义，并且还将理解到给定要求保护的过程或者方法(在专利法意义上)可以有时使用一个或多个过程或方法(在计算科学和/或功率工程意义上)实现。

贯穿本文档，可选复数“多”、“多个”、或“许多”的使用意味着所指示的特征中的一个或多个存在。例如，“(一个或多个)信号线”意味着“一个或多个信号线”或等效地“至少一个信号线”。

出于美国法律和实践的目的，在权利要求中或者在其他地方的本文中词语“步骤”的使用不预期调用手段加功能、步骤加功能或者35美国代码部分112第6段/112(f)章权利要求解释。由此明确地揭露该效果的任何推测。预期被解译为手段加功能语言的权利要求语言(如果有的话)将明确地记载该意图。

贯穿本文档，除非另外明确说明，否则对过程中的步骤的任何引用假定步骤可以由感兴趣的一方直接地执行和/或通过中间机构和/或中间实体由该方间接地执行，并且仍然位于步骤的范围内。即，除非直接执行是明确地说明的要求，否则由感兴趣的一方对步骤的直接执行未被要求。例如，包含关于目的地或者其他主题的由感兴趣的一方造成的动作(诸如应用、加上限、闭合、通信、减小、跟踪、生成、增加、监测、打开、许可、编程、唤起警报、到达、接收、请求、重置、指定、追踪(并且应用、已应用、加上限、已加上限等))的步骤可以包含由某个其他方造成的中间动作，但是仍然被理解为由感兴趣的一方直接地执行。

本文中“实施例”是示例。术语“实施例”不是与“本发明”可交换的。即使结果的方面组合在本文中本身未明确地描述，实施例也可以自由地共享或者借用方面来创建其他实施例(假如结果是可操作的)。要求每个许可组合明确被描述对于本领域的技术人员而言是不必要的，并且将与识别针对作为本领域的技术人员的读者写入的专利说明书的策略相反。关于起因于甚至少量的可组合特征的可能组合的数目的正式组合计算和非正式共同直觉还将指示大量的方面组合针对在此所描述的方面存在。因此，要求每个组合的明确记载将与要求专利说明书简明并且读者在涉及的技术领域中是有知识的策略相反。

附图标记列表

以下列表为了方便提供并且支持附图和说明书和文本的文本，其通过参考多个项描述创新。但是，在此未列出的项可以是给定实施例的一部分。为了文本的更好的清晰度，在文本中的引用项的一些但非全部记载附近记载给定附图标记。相同附图标记可以参考给定项的不同的示例或不同的实例使用。因此，讨论了各种各样的燃料电池302，但是在其可操作的程度上，其全部被涉及并且由附图标记302涵盖。类似地，氢106、天然气106、生物气106和从燃料产生的气体106各自是燃料106的示例，如由其附图标记106的共享使用所指示的。列表是：

100 燃料电池供电系统

102 操作环境

104 燃料供应

106 燃料

108 氧化剂(例如，氧气)供应

110 氧化剂(例如，氧气)

112 燃料到功率转换部件

114 电功率

116 负载

200 具有至少在负载与燃料电池转换控制之间的信号的燃料电池供电系统

202 负载与燃料电池转换控制部件之间的一个或多个信号

204 燃料供应流速处理器与燃料电池转换控制部件之间的一个或多个信号

206 燃料电池包

208 转换控制部件

302 燃料电池

304 电源

306 负载电流传感器

308 输出电压传感器

310 功率控制器处理器

312 用于例如警报或者编程的信号线

314 电压感测线

316 电流感测线

318 功率传输线

402 继电器

404 微处理器

406 继电器线圈

408 继电器开关

410 燃料电池电压监测器

412 继电器驱动信号线

414 负载电流感测线

416 过电流(高电流)警报信号线

418 燃料电池低压警报信号线

420 微处理器编程线，包括N个线

502 燃料电池功率控制器

504 微处理器指令

506 斜坡速率警报信号线

602 存储器

604 负载电流警报水平

606 输出电压警报水平

608 斜坡速率阈值

610 继电器激活水平

702 燃料电池流速处理器

802 数字服务器

804 计算机系统

900 数据中心

902 故障域

904 底盘

906 机架

1000 车辆

1002 车辆或者其他电机，例如机器人电机、绞车电机等

1004 燃料箱

1102 计算硬件

1104 计算固件

1106 测量斜坡速率

1108 测量输出电压

1110 测量负载电流

1112 负载相关通信

1114 负载的最大允许功率水平

1116 功率流增加的量

1118 功率流减小的量

1120 最大燃料电池负载跟踪速率

1122 高电流上的继电器跳闸打开的继电器激活水平

1124 低电压上的继电器跳闸打开的继电器激活水平

1126 与燃料电池流速处理器的通信

1128 数据

1200 功率工程(功率管理)过程步骤

1202 许可功率在给定水平处流动

1204 功率目前被许可以流动的水平

1206 接收关于燃料电池限制的警报信号

1208 燃料电池限制

1210 减小功率被许可以流动的水平

1212 增加功率被许可以流动的水平

1214 接收增加功率流水平的请求

1216 增加功率流水平的请求

1218 生成警报信号

1220 指定斜坡速率阈值

1222 通过改变功率流水平跟踪负载

1224 到达用于负载的最大安全功率水平

1226 被用于改变功率流水平的值的序列

1228 编程警报水平、激活水平、阈值等

1230 限制功率流，例如用于安全操作或者共享功率

1232 追踪负载电流

1234 追踪燃料电池输出电压

1236 激活继电器以中断负载的功率流

1238 关闭继电器

1240 与流速处理器通信

1242 做出功率需求请求

1302 重置功率流水平、继电器状态、警报状态

1402 监测燃料电池斜坡速率

附图预排

图1通常地图示了操作环境102中的燃料电池供电系统100。操作环境102可以是或者可以包括数据中心地点、教育设施、政府设施、工业设备、医学设施、军事设施、住宅、科学研究设施、车辆或者在其中燃料电池可操作的任何其他环境。

系统100包括燃料供应104，其将燃料106供应到燃料到功率转换部件112。氧化剂供应108将周围空气、氧气或者另一氧化剂110供应到燃料到功率转换部件112。部件112使用氧气将燃料的化学能转换为电功率114，其被传送到负载116。负载116可以包括消耗电功率的任何一个或多个设备，包括例如空调单元、计算机系统、电镀系统、电机、加热器、激光器、照明、无线电发射器或接收器、制冷单元和/或在本文中说明的或以其他方式已知的或者此后开发的许多其他电功率设备。

图2图示了通过添加转换控制部件208并且通过信号线相对于系统100被增强的燃料电池供电系统200。信号线可以包括在负载116与转换控制208之间携带信号的线202、在燃料供应104与转换控制112之间携带信号的线204、或者线202和线204。图2的“线”和在本文讨论的其他线可以是例如物理线、无线连接、光学导管或其某种组合。为了图示的方便和清晰起见，这些线和其相应信号两者各自相应地由附图标记202和204标识(这不是模糊的，因为信号本身未被要求保护)。而且，为了图示的清晰起见，氧气供应108和氧气110未明确地被示出在图2中，但是技术人员理解到其存在以支持燃料到功率转换部件112中的(一个或多个)燃料电池的操作。

负载116与转换控制208之间的信号202可以包括例如来自可用功率的较大份额的负载的一部分的请求、来自负载的针对比目前流动更大的功率的请求、用于在燃料电池斜坡率接近于被超过或者其已经到达的负载中的代码的警报、或来自负载中代码的用于指定例如警报水平或阈值的设置。关于负载中的代码，虽然转换控制208被描绘为燃料电池包206的一部分，但是在一些实施例中转换控制208部件的一部分可以驻留在负载116中。例如，响应于燃料电池限制警报(例如，到达的斜坡速率阈值、输出电压低、负载电流高)的代码可以在还消耗由燃料电池包206所产生的电力114的服务器上执行。在一些实施例中，功率控制器处理器310可以驻留在燃料电池包206外部(例如，其可以在服务器802中)。在一些实施例中，燃料电池302或燃料到功率转换部件112公开功率上限水平、警报信号和/或在本文中讨论的其他值(例如，由通过API 504来公开他们)。该API可以例如由在底盘管理器或者机架管理器中或者在个体服务器(取决于实施例)中运行的软件504使用，该软件实现在其中底盘管理器或者机架管理器或者每个个体服务器检查其自身的功率状态和/或功率需要和/或设定其自身的功率上限的分布式功率调制。

燃料供应104和转换控制208之间的信号204可以包括例如用于将燃料流速增加到燃料电池中以便增加燃料电池的输出电压的请求、或从流速处理器到燃料电池包的、指示例如燃料供应压力下降的警报。

图3更详细地图示了燃料电池包206。燃料到功率转换部件112包括至少一个燃料电池302和至少一个电源304。为了图示的清晰起见，仅单个燃料电池302被示出在该图中，但是给定燃料电池包206可以包括一个或多个燃料电池，其可以串联和/或并联组合以提供指定电压和电流。组合燃料电池有时被称为“堆”；为了方便起见，燃料电池堆也由附图标记302指派。一个或多个电源304还可以被组合以产生适于特定负载116的电压和电流；这样的电源组合同样地由附图标记304引用。

在图3示例中，转换控制部件208包括负载电流传感器306、输出电压传感器308和功率控制器处理器310。线318将功率114从燃料到功率转换部件112携带到负载116。负载电流传感器306测量位置316处的负载电流并且将以数字形式的测量结果提供给功率控制器处理器310。负载电流测量可以连续地或不时地进行，并且可以主动地或者响应于来自功率控制器处理器310的请求(例如，轮询)被提供给功率控制器处理器310。类似地，输出电压传感器308测量由314表示的位置之间的电压并且将以数字形式的电压测量提供给功率控制器处理器310。电压测量可以连续地或不时地取得，并且可以主动地或者响应于来自功率控制器处理器310的请求被提供给功率控制器处理器310。

图4详细地图示了另一燃料电池包206。在与图3中的示例的一个对比中，图4燃料电池包206包括被定位在电源304与负载116之间的继电器402。继电器402中的线圈406可以通过信号线412驱动以对继电器开关408进行操作。在图示中，开关408被闭合，这许可功率从电源流动到负载。使线圈406致动(或未能使其致动，这取决于特定配置)可以触发开关408打开，从而中断负载的电流的流动。即，电流的流动由开关408部分地控制，开关408由线圈406控制，线圈406由继电器驱动线412控制，继电器驱动线412由功率控制器处理器310控制。

在图4的示例中，功率控制器处理器310包括具有用于线Vcc、312、314、412和414的针的微处理器404。Vcc是微处理器电源线。线312可以包括例如用于过电流警报416信号的线、燃料电池低电压警报418信号的线、编程线420和/或斜坡率警报506信号线(被示出在图5中的而非在图4中的变型中)。线314连接到燃料电池电压监测器410，其可以使用例如电压传感器308和轮询电压传感器的代码实现。一个或多个线412控制继电线圈406。取决于电流传感器(在图4中未示出)的位置，线414或者承载已测量的电流、或者将待测量的电流承载到传感器306。

在操作中，图4的示例执行微处理器代码以监测燃料电池输出电压和负载电流。负载电流警报和燃料电池低电压警报水平是经由编程线420(线312的子集)是可编程的。在一些示例中，继电器402激活水平也是可编程的。当所测量的负载电流到达编程限制时，警报416被激活。当所测量的燃料电池输出电压下降到编程限制时，警报418被激活。当继电器激活水平在高电流或者低电压上到达时，在一些示例中，继电器开关408被跳闸打开。在一些示例中，如针对功率工程编程的微处理器404还可以测量负载电流和燃料电池电压上的斜坡率并且可以基于先前地指定的(例如，硬编码的、动态地设定的或者以其他方式编程的)斜坡率限制发出警报506和/或激活412继电器。

技术人员将理解到，术语“限制”、“水平”和“阈值”在本文中交换地使用，并且理解到每个可以指代或者硬物理限制或者预防值，预防值通过指定容限以便提供系统正接近硬物理限制的警告而不同于硬物理限制，例如，如在最大安全功率水平或用于触发警报416的过电流阈值中。“限制”或“阈值”是固定值，但是在一些示例中其可以通过编程或以其他方式设置不同的固定值来更改。“水平”可以是可变的并且因此被测量，例如，如在所测量的输出电压水平、所测量的负载电流水平或所测量的斜坡率水平中。

图5示出了图4的变型，在其中斜坡率警报线506明确地被示出为选项。在图5中并且在其他地方，燃料电池功率控制器502表示包括至少功率控制器处理器310和至少一个电流传感器306或电压传感器308的设备。为了突出显示该定义，传感器以虚线被示出在图5中，因为它们中的一个可以在给定实现中被省略。特定警报线和/或编程线存在还可以从一个示例到另一个变化。图5还明确地说明以指令504的形式的功率工程代码的存在。

图6示出了另一变型，在其中继电器402在虚线中以强调其在一些示例中存在并且从其他示例不存在。图6还明确地说明包含功率工程代码504的数字存储器602的存在。技术人员将理解到，具有代码504的存储器602可以存在于图1-15的示例中的任一个中，无论其是否在附图中明确地说明，并且存储器将仅当示例的所有功能被实现在非存储器电路中时缺少。这样的实现将是异常的，因为对于微处理器可访问的存储器提供编程灵活性以更改微处理器的操作而不需要做出硬件中的改变，但是当功能足够稳定以使这样的灵活性不必要时是可能的。

图6还明确地说明存储器602可以包含用于保持表示负载电流警报水平604、输出电压警报水平606、斜坡率阈值608和继电器激活水平610的值的存储位置，这些水平和阈值是当对应的所测量值匹配指定的警报水平或阈值时警报被唤起的水平。

虽然本文中许多示例聚焦于负载116与燃料电池功率控制器502之间的相互作用，但是在一些示例中，燃料到功率转换部件112包括燃料电池流速处理器702，如在图7中所图示的。燃料电池流速处理器702可以控制燃料流动到燃料电池302中的速率、或氧气流动到燃料电池中的速率或者这两个速率。由于由燃料电池输出的功率是成比例的或以其他方式取决于一些种类的燃料电池的这些流速中的至少一个，因而改变流速可以改变燃料电池功率输出。因此，一些实施例包括功率控制器502与燃料电池流速处理器702之间的信号204。例如，燃料电池流速处理器702可以将流速测量发送到功率控制器502并且功率控制器502可以将流速改变请求(或者命令)发送到流速处理器702。

图8图示了在其中负载116包括一个或多个数字服务器802和/或其他计算机系统804的系统200。计算机系统804可以是多处理器计算机系统或者不是，并且可以是集群、客户端-服务器联网和/或对等联网或者不是。个体服务器802是计算机系统804，并且协作计算机器组也是计算机系统。人类用户可以通过使用显示器、键盘和其他外围装置经由键入文本、触摸、语音、运动、计算机视觉、手势和/或其他形式的I/O与计算机系统804交互。用户接口可以支持实施例与一个或多个人类用户之间的交互。用户接口可以包括命令行接口、图形用户接口、自然用户接口(手势识别、头眼跟踪、运动手势检测等)、语音命令接口、增强现实接口、虚拟现实接口和/或其他接口呈现。代表一个或多个人动作的系统管理员、开发者、工程师、终端用户、自动化代理、脚本、播放软件等可以是用户。网络接口设备可以使用部件(诸如例如分组交换网络接口卡、无线收发器或电话网络接口，其可以存在于给定计算机系统中)提供对网络的访问。然而，实施例还可以通过直接存储器访问、可移除的非易失性介质或者其他信息存储-取回和/或传输方法通信，或者实施例可以在不与其他计算机系统通信的情况下在计算机系统中操作。计算机可以深深地被嵌入在系统中(诸如物联网的一部分)，使得没有人类用户与计算机系统直接地交互。一些计算机系统在云计算环境和/或云存储环境中操作，其中计算服务未由其终端用户所有而是根据需求来提供。

所图示的计算机系统804包括至少一个处理器核并且还包括一个或多个计算机可读存储介质，其是存储器的示例。存储器602可以被配置有由处理器404可执行的指令504；“可执行的”代码在本文中以宽广的意义上被用于包括例如固件、机器代码、可解译的代码、字节码和/或在虚拟机上运行的代码。介质可以具有不同的物理类型。介质可以是易失性存储器、非易失性存储器、磁盘(磁性、光学或者以其他方式)、被固定就位的介质、可移除的介质、磁性介质、光学介质、固态介质和/或其他类型的物理耐用存储介质(与仅传播信号相反)。特别地，诸如便携式(即，外部的)硬盘驱动器、CD、DVD、记忆棒或其他可移除的非易失性存储器介质的配置介质当被插入或以其他方式被安装时可以在功能上变为计算机系统的技术部分，这使其内容可访问用于与计算机系统的微处理器交互并且由其使用。计算机可读存储介质的一些其他示例包括内置RAM、闪速存储器、EEPROM或者其他ROM、硬盘和其他存储器存储设备。为了遵守现在美国专利要求，计算机可读介质和计算机可读存储介质和计算机可读存储器都不是信号本身。

虽然示例可以被描述为使用由计算设备中的一个或多个处理器所执行的软件指令，但是这样的描述不意味着排除所有可能性。技术人员将理解到，相同或者类似功能还可以常常全部或部分地直接以硬件逻辑实现以提供相同或者类似的技术效果。本文所描述的技术功能可以至少部分地由一个或多个硬件逻辑部件执行。例如，并且在不排除其他实现的情况下，实施例可以包括硬件逻辑组件诸如现场可编程门阵列、专用集成电路、专用标准产品、片上系统组件、复杂可编程逻辑器件和类似电子组件。实施例的组件可以基于例如其输入、输出和/或其技术效果被分组为交互功能模块。

图9图示了在其中操作环境102包括数据中心900的系统200。所图示的数据中心被分为故障域902。故障域被定义为计算机系统804组(在该示例中的服务器802)，其共享硬件故障点，例如，单个共享磁盘、单个共享交换机、单个共享网络或总线、或(此处最相关的)共享电源。故障域还可以被定义(出于目前目的等效地)为故障的物理单元。在一些示例中，每个底盘904在故障域中；在一些示例中，每个机架906是故障域；在一些示例中，故障域由其他硬件分组定义。云计算服务提供商可以提供服务协议，其中应用、角色、虚拟机、数据库分区或其他软件制品的实例被放置在至少两个不同的故障域902上，以改进制品将继续可用而不管使故障域中的一个不可操作的硬件故障或低水平系统故障的可能性。

在图9中所示的示例中，每个故障域具有其自身的燃料电池包206。因此，燃料电池302或者电源304中的故障的影响例如将被限于单个对应的故障域902中的服务器802。燃料电池包206的局部性和独立性使得与如果例如整个数据中心依赖于从功率装置传送的功率或者甚至如果整个数据中心依赖于单个备份电源(柴油发电机)的情况相比，其更容易在多个多故障域中间划分发电能力。以燃料电池包206的形式的多个电源的使用从而在由例如硬件故障、自然灾害或战争或恐怖活动的动作引起的发电问题的情况下增加服务器802可用性。

图10图示了在其中操作环境102包括具有一个或多个电机1002和燃料箱1004的车辆1000的系统200。虽然未明确地示出，如果燃料电池302要求多于作为氧化剂供应108的周围空气，或者如果氧化剂供应108以其他方式不可用(例如，在海底或在外空间中)，那么车辆还将包括液态氧或其他氧化剂供应108的罐。车辆1000的一些示例包括飞机、所有地域的车辆、船、公共汽车、汽车、铲车、游览车、航天器、潜水艇、火车、卡车和无人远程引导式或自主车辆。

图11图示了可编程的功率控制器处理器310，其包括计算硬件1102(例如，(一个或多个)半导体或者量子处理器核)，可以包括固件1104，并且包括对于计算硬件1102可访问的存储器602。功率控制器处理器310的操作根据指令504和被编程到处理器310中的数据继续以执行功率工程。指令504实现本文所描述的算法，例如，监测电压和/或电流、测量斜坡率、唤起警报并且增加或减小被许可流动到负载116或其一部分(诸如个体服务器802)的电量。数据1128可以包括负载电流警报水平604、所测量的负载电流1110、燃料电池输出电压警报水平606、所测量的燃料电池输出电压1108、斜坡率阈值608、所测量的斜坡率1106、继电器激活水平610(例如，用于高负载电流的继电器激活水平1222、用于低输出电压的继电器激活水平1124)、负载通信1112(例如，请求或者警报)、最大允许功率水平1114(总体针对负载116和/或针对负载(诸如个体服务器802或个体电机1002)的构成)、用于使用在增加或减小被许可以流动到负载或其一部分的电量的量1116、1118、由制造商指定或实验上确定的燃料电池负载跟踪速率1120以及本文所讨论的其他数据。

图12图示了流程图1200中的一些过程实施例。在附图中所示或以其他方式所公开的技术过程可以在一些实施例中自动地被执行，并且在一些实施例中可以部分自动地并且部分手动地被执行。在给定实施例中，过程的零或多个所图示的步骤可以被重复，也许利用不同的输入或者数据操作。实施例中的步骤还可以以与在图12中布局的从上到下顺序不同的顺序完成。步骤可以以部分地重叠的方式串行地或完全地并行被执行。流程图1200被遍历以指示在过程期间所执行的步骤的顺序可以从过程的一个执行到过程的另一执行变化。流程图遍历顺序还可以从一个过程实施例到另一过程实施例变化。假如被执行的过程是可操作的并且符合至少一个权利要求，步骤还可以被省略、组合、重新命名、重新组合或以其他方式脱离所图示的流程。

在本文中示例被提供以帮助图示技术的各方面，但是本文档内给定的示例未描述所有可能的实施例。实施例不限于本文所提供的特定方法、布置、电路、组合、计数、特征、图形、实现、物质、名字或场景。给定实施例可以包括例如附加或不同的技术特征、机制和/或步骤，并且可以以其他方式脱离本文所提供的示例。

在许可步骤1202期间，实施例许可功率114在功率水平1204处流向负载116。例如，许可可以由燃料电池功率控制器502控制。功率水平1204可以被测量为电流、电压或二者。功率水平1204可以通过控制燃料到功率转换部件112(例如，通过到(一个或多个)燃料电池302中的燃料106和/或氧气110流速的控制)来被控制或约束。备选地或附加地，功率水平1204可以由燃料电池功率控制器502内的电路控制或约束，例如，具有可调节的输出电压调节器的电路、调光电路、电平检测器电路、电位计、脉冲宽度调制电路、硅控整流器、晶闸管、双向晶闸管、可变电阻器、电压调节器电路、压控电压源电路、分压器和/或电压调节器电路。

在警报接收步骤1206期间，功率工程部件(诸如在服务器802上或在燃料电池包206中运行的转换控制代码208)接收一个或多个警报信号。警报信号的一些示例包括过电流警报416、低电压警报418和斜坡率警报506。这些警报信号与燃料电池包206的物理限制1208有关，诸如对电压是多少或多少电压可以被提供的限制、对电流是多少或多少电流可以被提供的限制、或附加功率可以多么快地被提供的限制(即，斜坡率限制)。

在功率水平减少步骤1210期间，实施例减少被许可1202以流向负载116的功率114的水平1204。类似地，在功率水平增加步骤1212期间，实施例增加被许可1202以流向负载116的功率114的水平1204。例如，功率水平1204改变可以由燃料电池功率控制器502控制。每次增加可以将水平1204改变固定量1116，或可以根据不同量的任意序列1226做出，或可以是成比例的。例如，如果功率水平是100瓦特，则当功率增加量是20瓦特时，增加固定量可以将水平改变到120瓦特，然后到140瓦特，然后到160瓦特，然后到180瓦特等等。如果功率增加是顺序的，那么当功率增加序列是10瓦特、15瓦特、20瓦特、25瓦特、25瓦特、25瓦特等等时，功率水平值可以是100瓦特、110瓦特、125瓦特、145瓦特、170瓦特、195瓦特、220瓦特等等。如果功率增加是成比例的，那么当比例被实现为乘以二并且初始增加是8瓦特(即，做出的增加是8瓦特、16瓦特、32瓦特、64瓦特等等)时，功率水平值可以是100瓦特、108瓦特、124瓦特、156瓦特、220瓦特等等。功率降低1210可以类似地操作，但是其中功率水平1204向零的地板减小而不是向操作为天花板的最大允许功率水平1114增加。不同的量和/或序列和/或比例可以被用于增加而不是被用于减少。水平改变的不同的模式(固定量vs.任意序列vs.比例)可以被用于增加而不是被用于减少。增加和/或减小可以例如通过由微处理器404所执行的用于使用由在本文示例和讨论所图示的算法来更改什么水平1204被许可1202的代码504完成。

在警报生成步骤1218期间，实施例生成一个或多个警报，例如，过电流警报416、低电压警报418和/或斜坡率警报506。警报可以例如由微处理器404使用由本文中的示例和讨论所图示的算法基于来自电流传感器306和/或电压传感器308的数据所执行的代码504来生成。

在斜坡率阈值指定步骤1220期间，实施例通过微处理器编程指定或接收用于一个或多个燃料电池302的给定堆的斜坡率阈值608的规格。阈值可以通过容限与燃料电池堆的物理安全最大斜坡率不同，使得阈值操作为物理限制在附近的警告。这样的容限的大小可以针对未充分利用燃料电池的能力的低效率来平衡。因此，一个方法是选择容限，使得在燃料电池包206的操作期间到达阈值608时，斜坡速率将继续超过阈值，但是在不超过在采用包206命令燃料电池流速处理器702保持稳定而不是继续增加燃料流速的时间期间以及使燃料电流包括响应于通过不增加斜坡率超过安全最大值的时间期间不超过燃料电池包的物理安全最大斜坡速率。还可以使用其他方法。

在负载跟踪步骤1222期间，燃料电池包206通过改变被传送到负载116的功率量114跟踪功率需求改变。例如，负载跟踪可以由燃料电池功率控制器502控制，如本文所描述的。由于一些燃料电池302的电动机械限制，负载跟踪将包括负载116处的需求改变与来自燃料电池电源304的输出改变之间的时间滞后。当存在相对于负载需求的过剩功率时，该过剩功率可以被重定向到其他燃料电池包206和/或电池(未示出)。当存在相对于负载需求的不足功率时，燃料电池功率输出可以从电池或其他源补充，或者负载可以被迅速地减少，例如，通过未向给定服务器802或者给定电机1002提供如所需求的一样多的功率。

在最大到达步骤1224期间，被传送到负载的功率到达用于负载的最大安全允许功率水平。电源304和/或燃料电池功率控制器502可以实施该最大安全允许功率水平，使得功率水平1204不超过最大安全允许功率水平。

在编程步骤1228期间，以下中的一个或多个可以使用线420被编程到燃料电池功率控制器502的微处理器404和/或存储器602中，例如：功率工程代码504、固件1104、斜坡率阈值608、输出电压警报信号606、负载电流警报水平604、最大允许功率水平1114、功率改变模式和/或量1116、1118、(一个或多个)继电器激活水平1122、1124。例如，编程可以使用适于本文所描述的特定代码和数据的类似微处理器编程工具和技术来完成。

在上限应用步骤1230期间，实施例将功率上限应用到负载116或负载116的一部分。上限的应用防止负载或者负载部分增加其实际上消耗的功率量114，或者在一些情况下，其已经从燃料电池包206请求或保留的功率量。例如，服务器802中的代码504可以通过延迟或者拒绝其功率114的使用将超过上限的附加计算制品(例如，虚拟机、云计算角色、数据库分区复制品等)的创建来应用功率上限。类似地，在机器人制造设施102中，功率上限的应用1230可以防止附加的机器人(未示出)被带入装配线上的服务中。

在电流追踪步骤1232期间，燃料电池功率控制器502追踪负载电流1110。例如，这可以使用一个或多个电流传感器306和由微处理器404所执行的代码504完成。借助于欧姆定律，代替(一个或多个)电流传感器或者除了(一个或多个)电流传感器之外，(一个或多个)电压传感器308可以被用于追踪1232电流。

在电压追踪步骤1234期间，燃料电池功率控制器502追踪燃料电池电压1108。例如，这可以使用一个或多个电压传感器308和由微处理器404所执行的代码504完成。借助于欧姆定律，代替(一个或多个)电压传感器或者除了(一个或多个)电压传感器之外，(一个或多个)电流传感器306可以被用于追踪1234电压。

在打开步骤1236期间，继电器402(特别地，继电器开关408)被打开，从而中断功率114到负载116的流动。在闭合步骤1238期间，继电器402被闭合，从而允许功率114流动到负载116。例如，继电器402可以使用驱动线412和由微处理器404所执行的代码504打开或者闭合。在一些实施例中，继电器开关可以使用一个或多个固态开关完成(诸如例如场效应晶体管、绝缘栅双极晶体管和/或双极晶体管)。与将燃料电池与负载116完全地断开相反，使用固态开关402还许可燃料电池302的输出电流上的电流限制。

在通信步骤1240期间，燃料电池功率控制器502通过(一个或多个)信号线204与燃料电池流速处理器702通信。例如，通信可以通过由微处理器404所执行的代码504在燃料电池功率控制器502中控制。

图13图示了当燃料电池功率管理过程，其在当燃料电池包302接近由高负载电流1110、低燃料电池输出电压1108或二者反映的功率输出限制时提供警报。如果代码504和警报水平604、606还未存在于燃料电池功率控制器502中，代码504和警报水平604、606可以被编程1228到其内。然后，代码504执行例如通过轮询对应的(一个或多个)传感器来监测负载电流和/或燃料电池输出电压。如果由传感器所测量的值超过编程警报水平，则对应的警报被唤起。在一些实施例中，燃料电池功率控制器继电器402也被中断以防止对负载和/或燃料电池功率控制器的损坏。在导致(一个或多个)警报的一个或多个问题被标识和解决之后，系统200可以被重置1302(例如，通过闭合继电器、降低警报信号并且恢复监测1232和/或1234)。

图14图示了燃料电池功率管理过程，该过程在当燃料电池包302测量斜坡率接近如在一个或多个斜坡率阈值608中反映的功率输出斜坡率限制时提供警报。斜坡率是每时间单位的功率增加，并且可以通过(一个或多个)电流传感器和/或(一个或多个)电压传感器测量。如果(一个或多个)斜坡速率阈值还未存在于燃料电池功率控制器502中，(一个或多个)斜坡速率阈值可以被编程1228到其内。然后，代码504监测1402所测量的燃料电池斜坡率1106，例如，通过轮询对应的(一个或多个)传感器以确定输出功率中的改变，检查处理器310的计时器电路或时钟电路以确定两个输出功率测量结果之间的时间中的改变，并且将输出功率中的改变除以时间中的改变以获得表示所测量的斜坡率的斜率。如果所测量的斜坡率超过编程阈值，那么斜坡率警报被唤起。在一些实施例中，燃料电池功功率控制器继电器402还被中断以防止对负载和/或燃料电池功率控制器的损坏。在导致警报的一个或多个问题被标识和解决之后，系统200可以被重置1302(例如，通过闭合继电器、降低警报信号并且恢复监测1402)。

图15图示了燃料电池功率管理过程，该过程在当负载116可以做出所有这样的可用功率的有益使用时最大化或至少增加来自燃料电池包206的可用的无论什么功率114的使用。如果(一个或多个)斜坡速率阈值608还未存在于燃料电池功率控制器502，(一个或多个)斜坡速率阈值608可以例如通过被编程1228到微处理器中被指定1220。功率初始地被许可1202以在某个默认功率水平1204处流动。在存在警报的情况下，功率流的水平被减小。在缺少任何警报的情况下，功率流的许可水平增加，直到其被加上限的最大值。

在其他创新贡献中间，本发明人具有以下洞察力：在一些实施例中，功率流可以以回忆的方式控制——后见之明——以控制计算机网络中的分组拥塞。其实现例如TCP拥塞控制算法可以通过从流动到负载的电功率量类推到成功地传送的网络分组的数目、并且从发电限制警报类推到网络分组传输错误，从其正常上下文被移动并且被重塑以帮助创建用于功率工程的算法。这些未明显类似于制造。

在该上下文中，一个示例包括增加服务器的功率上限1204相等的增量(例如，相等份额的1/3，即，M/3瓦特，其中M＝一个服务器的人均份额＝估计机架功耗除以机架中的服务器数)。因此，上限水平将是M/3、2M/3、M、4M/3、5M/3……直到警报发生或用于服务器802的最大安全水平1114被到达。如果警报发生，则上限回落到M/3瓦特。如果最大安全水平被命中，则上限不超过其。

另一示例包括由越来越大的增量增加功率上限1204。例如，假定典型的服务器820使用250瓦特。系统200将不加倍每次其提升上限时的功率上限，使得不同于与将具有每个ACK的窗口大小加倍的TCP慢启动。但是功率上限水平可以有点类似250、250+10、250+10+20、250+10+20+30、250+10+20+30+40等。或者可以是250、250+1*25、250+2*25、250+4*25、250+8*25等。

一些示例通过渐增的较大的增量来增长所请求的功率水平。例如，公式250+(25*(2^N))将那样做。这中TCP拥塞控制慢启动算法的后见之明中的回忆，其通过每次ACK被接收时将其加倍来增加窗口大小。碰巧具有这两个领域中的技能的人(分组拥塞控制和功率工程)将认识到类推是不确切的。例如，如果分组窗口大小太大，则发送分组的设备可能不会过热或者爆炸，但是如果其接收的功率太大，接收功率的服务器802可能过热或者甚至爆炸。因此，存在服务器可以请求1112的最大功率量上的安全上限1114。在某种情况下，除非某些东西防止其，否则所请求的功率将已经超过该安全上限。在该示例中防止其的两个东西是警报信号或者命中最大安全上限。即，如果功率请求的序列在警报信号416、418之前到达最大值1114和/或506停止功率水平中的进一步的增长，那么最后功率请求的增量将根据需要被加上限以使所请求的总功率不超过安全上限最大值。

一个对应的场景将是：

最大值：1000

初始值：250

Req1:250+(25*1)＝275(OK)

Req2:250+(25*2)＝300(OK)

Req3:250+(25*4)＝350(OK)

Req4:250+(25*8)＝450(OK)

Req5:250+(25*16)＝650(OK)

Req6:250+(25*32)＝1050(拒绝的但是1000处的上限是OK)

另一对应的场景将是：

最大值：1500

初始值：250

Req1:250+(25*1)＝275(OK)

Req2:250+(25*2)＝300(OK)

Req3:250+(25*4)＝350(OK)

Req4:250+(25*8)＝450(OK)

Req5:250+(25*16)＝650(OK)

Req6:250+(25*32)＝1050(OK)

Req6:250+(25*64)＝1850(拒绝但是1500处的上限是OK)

涉及用于多个服务器802的共享燃料电池的一些场景可以添加小于安全阈值的早期拒绝。在其他场景中，燃料电池与服务器比是1：1。

在许多场景中，正常操作未超过燃料电池负载跟踪率但是迅速地适配到服务器工作负载增加。由于信号202是电子的并且负载116中的改变迅速地发生，因而这是不能手动地满足的性能要求；仅自动化将工作。本文所描述的其他功率工程过程同样地太快以致于不能手动地执行。

附加示例

在一些示例中，分布式服务器功率调制策略被用于满足燃料电池功率斜升约束。一个这样的方法使用来自燃料电池的警报信号作为用于适配功率上限的反馈机制。其首先应用默认功率上限以确保安全并且然后以后见之明的与TCP拥塞控制类似的方式逐渐地适配个体功率上限来改进系统性能。

在一些示例中，该分布式付服务器功率调制策略被实现在每个服务器刀片上。当功率斜升率超过其阈值608时，来自燃料电池的警报信号将被发送到所有刀片802以触发功率调制。功率调制仅在警报被接收之后被激活。每个刀片在警报被接收之后仅检查其自身的功率并且设定其自身的上限。与图15一致，基于最坏情况场景的默认保守上限刚好在警报之后被首先应用以确保安全，然后第二上限稍后由每个刀片应用以增加性能。用于每个刀片的第二上限未被预定。每个刀片当警报不再被接收时使用后见之明中的类似于TCP拥塞控制协议的的慢启动和随机退避方案逐渐地增加1212其第二上限。

一些示例包括燃料电池包206，其包括至少一个燃料电池302并且具有断路器402，该断路器当燃料电池系统的负载斜坡率超过预定阈值时跳闸。例如这与图14一致。

一些示例包括燃料电池包206，其包括至少一个燃料电池302并且具有电路502，该电路当燃料电池系统的负载斜坡超过预定阈值时提供警报信号。这还与图14一致。一些示例包括与服务器802或服务器机架906组合的的这样的燃料电池包206，其被连接以接收警报信号。

一些示例包括燃料电池包206，其包括至少一个燃料电池，具有断路器，该断路器当负载斜坡率燃料电池超过预定阈值A时跳闸，并且还具有电路，该电路当负载斜坡率超过预定阈值B时提供警报信号，其中A和B可以在一些情况下相同并且在其他情况下不同。

一些示例包括方法，其包括当燃料电池斜坡率超过预定阈值时接收警报信号，并且响应于接收到的警报信号而自动地采取用于减少供应的功率水平与目标功率水平之间的差的动作。一些示例包括计算机可读存储介质(例如，存储器602)，其不是信号本身并且被配置有使得处理器和/或其他硬件执行这样的方法的数据和指令。

一些示例包括方法，其中功率控制器502响应于由负载所执行的计算和/或其他工作中的增加，以小于燃料电池的负载跟踪速率并且不小于由负载需求的速率的速率增加电功率被许可流动到数字服务器和/或其他负载的水平。

一些示例包括适于在数据中心900中使用的燃料电池功率控制器502。在一些示例中，燃料电池功率控制器502包括以下传感器中的至少一种：数字服务器负载电流传感器306，数字服务器负载电流传感器306在连接功率系统200时，提供追踪至少一个数字服务器802的负载电流的负载电流传感器值，或者燃料电池输出电压传感器308，燃料电池输出电压传感器308在连接功率系统时，提供追踪燃料电池302的输出电压的输出电压传感器值。在一些情况下，燃料电池功率控制器502还包括功率控制器处理器310，其具有可执行指令504，可执行指令504在由功率控制器处理器执行时监测传感器值的至少一部分，并且在一些情况下，燃料电池功率控制器502还包括斜坡速率警报信号线506，其当可执行指令确定燃料电池的斜坡速率超过先前指定的斜坡速率阈值608时由功率控制器触发，所述确定至少部分地基于传感器值中的至少一个。

在一些示例中，燃料电池功率控制器502还包括至少一个编程线420，其被连接到功率控制器处理器，其信号传送可执行指令以对以下项中的至少一项进行编程：负载电流警报水平、输出电压警报水平或者斜坡速率阈值。

在一些示例中，燃料电池功率控制器502还包括继电器402，其在指定的继电器激活水平处跳闸打开，从而中断电流路径。在一些情况下，继电器激活水平是通过被连接到功率控制器处理器的至少一个编程线是可编程的。在一些情况下，继电器402由以下项中的至少一项激活：负载电流传感器值，其大于先前指定的负载电流继电器跳闸水平；或者输出电压传感器值，其小于先前指定的输出电压继电器跳闸水平。

在一些示例中，燃料电池功率控制器502与电动机械燃料电池流速处理器702可操作组合。然后，可执行指令504可以向燃料电池流速处理器发送减小功率信号204以通过修改进入燃料电池302中(一个或多个)物质(即，燃料106和/或氧化剂110)的至少一个流速来减小燃料电池输出电压。减小功率信号可以响应于确定燃料电池的斜坡速率超过指定的斜坡速率阈值608而被发送。在一些情况下，可执行指令504可以向燃料电池流速处理器702发送增加功率信号204以通过修改进入燃料电池的(一个或多个)物质106和/或110的至少一个的流速来增加燃料电池输出电压。增加功率信号可以当燃料电池的斜坡速率不超过指定的斜坡速率阈值时被发送。

在一些示例中，燃料电池功率控制器502与燃料电池302可操作组合，例如，功率控制器502和燃料电池302被组合在燃料电池包206中，其可以被提供、租用、出售和/或操作作为单元。

在一些实施例中，燃料电池302包括以下项中的至少一项：质子交换膜燃料电池、磷酸燃料电池、固体氧化物燃料电池、氢氧燃料电池、熔融碳酸盐燃料电池或聚合物电解质膜燃料电池。

在一些实施例中，燃料电池功率控制器502与一个或多个数字服务器802可操作组合，一个或多个数字服务器802的负载电流由数字服务器负载电流传感器306追踪。在一些示例中，这些还可以与一个或多个燃料电池302可操作组合。

一些示例使用或者包括燃料电池功率工程过程，其包括：燃料电池功率控制器502，其许可1202电功率以功率水平从至少一个燃料电池流动到电气设备，燃料电池功率控制器响应于指示燃料电池的电气输出限制的警报信号减小1210到电气设备的电功率流的水平，并且燃料电池功率控制器响应于来自电气设备的功率需求增加和警报信号的缺少，增加1212功率被许可以流动到电气设备的水平。

在一些示例中，功率工程过程还包括响应于以下条件中的至少一个而生成1218警报信号：燃料电池的斜坡速率超过先前指定的斜坡速率阈值，燃料电池的输出电压水平跨过先前指定的输出电压阈值，或者到电气设备的电功率流的负载电流水平跨过先前地指定的负载电流阈值。

在一些示例中，功率工程过程还包括指定1220斜坡速率阈值。

在一些示例中，功率工程过程包括使1212功率需求增加作为以下响应中的至少一个：作为在由至少一个数字服务器802所执行的计算工作中的增加之后的响应，或者针对增加功率以许可由至少一个数字服务器所执行的计算工作中的后续增加而做出1242的请求1216的响应。

在一些示例中，功率控制器重复地增加1212功率被许流动的水平1204直到警报信号发生或者直到预定最大功率水平被达到。增加可以根据单个固定数量、或者与水平的先前增加成比例的数量或者不同的量的序列。在一些情况下，功率控制器随后地减小1201电功率被许可流动的水平。减小可以通过以下项中的至少一项：单个固定量、与水平的先前的增加成比例的量或者不同的数量的序列。

在一些示例中，功率控制器增加电功率被许可以在小于燃料电池的负载跟踪速率的速率处流动的水平1204。在其他情况下，跟踪速率被超过。

一些示例使用或者提供燃料电池功率工程过程，其包括：燃料电池功率控制器，许可1202电功率以功率的水平从燃料电池流动到数字服务器，燃料电池功率控制器响应于指示燃料电池的电气输出限制的警报信号来减小1210到数字服务器的电功率流的水平，并且燃料电池功率控制器响应于来自数字服务器的功率需求增加和警报信号的缺少，增加1212功率被许可流动到数字服务器的水平。

在一些情况下，功率工程过程还包括编程地设置1228用于燃料电池功率控制器的以下水平中的至少一个：负载电流警报水平、燃料电池电压警报水平、在指定高电流上跳闸打开的功率控制器的继电器的继电器激活水平、功率控制器的继电器的继电器激活水平，其在以下项中的任一者或两者上被跳闸打开：指定的高电流、指定的低电压。

在一些示例中，过程还包括以下项中的至少两项(或者在变型中至少三项、或者至少四项等)：当燃料电池的斜坡速率超过先前指定的斜坡速率阈值时生成1218警报信号；当燃料电池的输出电压水平跨过先前指定的输出电压阈值时生成1218警报信号；当到电气设备的电功率流的负载电流水平跨过先前地指定的负载电流阈值时生成1218警报信号；应用1230促进安全操作的默认功率上限；追踪1232数字服务器或者其他负载的负载电流；追踪1234燃料电池的输出电压；打开1236继电器以中断到数字服务器的电功率流；或者将信号发送1240到燃料电池的燃料电池流速处理器。

在附图中所示或者在文本、计数、配置和/或其功能等同物中讨论的部件、传感器、电路、水平、阈值、线、警报、项的这些组合中的任一个还可以与上文所描述的示例中的任一个组合。制造或者使用燃料电池包或者燃料电池控制器的过程可以包括本文描述的可操作的任何子集或组合或序列中的任何步骤。每个变型可以单独或者与其他变型中的任何一个或多个组合地发生。每个变型可以利用过程中的任一个发生并且每个过程可以与其他过程中的任何一个或多个组合。

结论

虽然功率工程的工具和技术的特定实施例在本文中被明确地图示和描述为过程、设备或系统，但是将理解到一种类型的实施例的讨论还通常延伸到其他实施例类型。例如，结合图12-15的过程的描述还帮助描述燃料电池包和燃料电池控制器，并且帮助描述技术效果和系统和制造的操作(类似结合其他附图讨论的那些)。其不跟随来自一个实施例的限制必须读取到另一个中。特别地，过程和系统不必限于被呈现为示例的数目、排序、形状和布置。

除非在本文中明确地说明这样的排除，否则在本文中对具有某个特征X的实施例的引用和在本文中其他地方对具有某个特征Y的实施例的参考并不从具有特征X和特征Y二者的本公开实施例中排除。在被说明是实施例的一部分的任何特征还可以从另一实施例的包含物中被明确地移除的意义上，即使该特定排除在本文的任何示例中未被给定，所有可能的否定权利要求限制也在本公开的范围内。术语“实施例”在此仅被用作“本文中如与适用法律和(一个或多个)相关领域的技能一致的方式应用的教导的过程、系统、制品和/或其他示例”的更方便的形式。因此，假定实施例与至少一个权利要求一致，给定“实施例”可以包括本文所公开的特征的任何组合。

并非附图中所示的每个项需要存在于每个实施例中。相反地，实施例可以包含未明确地示出在附图中的(一个或多个)项。虽然通过特定示例在文本和附图中在此图示了一些可能性，但是实施例可以脱离这些示例。例如，示例的特定技术效果或者技术特征可以被省略、重新命名、不同地分组、重复、以硬件和/或软件不同地实例化、或者是在示例的两个或更多个中出现的效果或者特征的混合。在一个位置处所示的功能还可以在一些实施例中在不同的位置处被提供；技术人员认识到，在不必忽略来自被视为整体的交互模块的集合的期望的技术效果的情况下，功能模块可以以给定实现中以各种方式被定义。

通过附图标记自始至终对附图进行参考。与附图或者文本中的给定附图标记相关联的措辞中的任何明显的不一致性应当被理解为简单地加宽什么由该标记引用的内容的范围。即使使用相同的附图标记，给定附图标记的不同的实例也可以指代不同的实施例。

如本文所使用的，诸如“一个”和“该”的术语包括所指示的项或者步骤中的一个或多个。特别地，在权利要求中对于项的引用通常意味着至少一个这样的项存在并且对步骤的引用意味着步骤中的至少一个实例被执行。

标题仅为了方便起见；可以在其标题指示该主题的章节外部找到关于给定主题的信息。

如所提交的所有权利要求和摘要是说明书的一部分。

虽然示例性实施例已经被示出在附图中并且上文已经描述，但是对于本领域的普通技术人员而言将明显的是，在不脱离权利要求中阐述的原理和概念的情况下，可以做出许多修改，并且这样的修改不需要涵盖整个抽象概念。虽然以特定于结构特征和/或程序动作的语言描述主题，但是应当理解，随附的权利要求中定义的主题不必限于上文权利要求所描述的的特定技术特征或者动作。对于给定定义或示例中所标识的每个装置或方面或技术效果将存在或者被利用在每个实施例中不是必要的。相反，所描述的特定特征和动作和效果被公开为当实现权利要求时的考虑的示例。

不符合覆盖整个抽象概念但是来到权利要求的等效的意义和范围内的所有改变将在由法律许可的全部程度上包含在其范围内。

Claims (18)

1.一种用于控制燃料电池功率的方法，包括：

燃料电池功率控制器，许可电功率以功率的一水平从燃料电池流动到电气设备；

在来自所述燃料电池的电功率被初始地许可流动到所述电气设备之后，在所述燃料电池功率控制器的操作期间，所述燃料电池功率控制器响应于指示所述燃料电池的电气输出限制的警报信号，来减小流动到所述电气设备的电功率的所述水平；以及

所述燃料电池功率控制器响应于来自所述电气设备的功率需求增加和所述警报信号的缺少，来增加电功率被许可流动到所述电气设备的所述水平，

其中所述功率需求被增加，以作为由至少一个数字服务器执行的计算工作的增加之后的响应、或作为针对增加的功率以许可由至少一个数字服务器执行的计算工作的后续增加的请求的响应。

2.根据权利要求1所述的方法，还包括响应于确定所述燃料电池的斜坡速率超过斜坡速率阈值，生成所述警报信号。

3.根据权利要求2所述的方法，还包括指定所述斜坡速率阈值。

4.根据权利要求1所述的方法，包括所述功率控制器重复地增加电功率被许可流动的所述水平直到所述警报信号发生或者直到预定最大功率水平被达到。

5.根据权利要求4所述的方法，包括所述功率控制器随后将电功率被许可流动的所述水平减少单个固定量。

6.根据权利要求4所述的方法，其中所述功率控制器增加电功率被许可以小于所述燃料电池的负载跟踪速率的速率流动的所述水平。

7.根据权利要求1所述的方法，还包括响应于确定所述燃料电池的输出电压水平跨过先前指定的输出电压阈值，生成所述警报信号。

8.根据权利要求1所述的方法，还包括响应于确定到所述电气设备的所述电功率的负载电流水平跨过先前指定的负载电流阈值，生成所述警报信号。

9.根据权利要求4所述的方法，包括所述功率控制器随后将电功率被许可流动的所述水平减少的减少量与所述水平先前增加的增加量成比例。

10.根据权利要求4所述的方法，包括所述功率控制器随后将电功率被许可流动的所述水平减少不同的量的序列。

11.一种用于控制燃料电池功率的方法，包括：

燃料电池功率控制器许可电功率以功率的一水平从燃料电池流动到电气设备；

在来自所述燃料电池的电功率被初始地许可流动到所述电气设备之后，在所述燃料电池功率控制器的操作期间，所述燃料电池功率控制器响应于指示所述燃料电池的电气输出限制的警报信号，减小流动到所述电气设备的电功率的所述水平；

所述燃料电池功率控制器响应于来自所述电气设备的功率需求增加和所述警报信号的缺少，来增加电功率被许可流动到所述电气设备的所述水平；以及

可编程地设置用于所述燃料电池功率控制器的以下水平中的至少一个水平：

负载电流警报水平，

燃料电池电压警报水平，

所述功率控制器的、在指定高电流上被跳闸打开的继电器的继电器激活水平，以及

所述功率控制器的、在指定低电压上被跳闸打开的继电器的继电器激活水平。

12.根据权利要求11所述的方法，还包括以下项中的至少两项：

当所述燃料电池的斜坡速率超过先前指定的斜坡速率阈值时，生成所述警报信号；

当所述燃料电池的输出电压水平跨过先前地指定的输出电压阈值时，生成所述警报信号；

当到所述电气设备的所述电功率的负载电流水平跨过先前指定的负载电流阈值时，生成所述警报信号；

应用促进安全操作的默认功率上限；

追踪数字服务器的负载电流；

追踪所述燃料电池的输出电压；

打开继电器，从而中断到所述数字服务器的电功率流；以及

向所述燃料电池的燃料电池流速处理器发送信号。

13.根据权利要求11所述的方法，还包括在所述燃料电池的斜坡速率超过先前指定的斜坡速率阈值时，生成所述警报信号。

14.根据权利要求11所述的方法，还包括在所述燃料电池的输出电压水平跨过先前指定的输出电压阈值时，生成所述警报信号。

15.根据权利要求11所述的方法，还包括在到所述电气设备的所述电功率的负载电流水平跨过先前指定的负载电流阈值时，生成所述警报信号。

16.根据权利要求11所述的方法，还包括追踪以下项中的至少一项：由所述燃料电池供应的数字服务器的负载电流，所述燃料电池的输出电压。

17.根据权利要求11所述的方法，还包括打开继电器，从而中断由所述燃料电池供应的到数据服务器的电功率流。

18.一种燃料电池控制器，包括功率控制器处理器和与所述处理器可操作通信的警报信号线，所述燃料电池功率控制器被配置为执行一种方法，所述方法包括：

所述燃料电池功率控制器许可电功率以功率的一水平从燃料电池流动到电气设备；

所述燃料电池功率控制器响应于指示所述燃料电池的电气输出限制的警报信号，来减小流动到所述电气设备的电功率的所述水平；以及

所述燃料电池功率控制器响应于来自所述电气设备的功率需求增加和所述警报信号的缺少，来增加电功率被许可流动到所述电气设备的所述水平，

其中所述功率需求被增加，以作为由至少一个数字服务器执行的计算工作的增加之后的响应、或作为针对增加的功率以许可由至少一个数字服务器执行的计算工作的后续增加的请求的响应。

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