用于燃料电池供电数据中心的功率调制制造技术

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。

Power modulation for fuel cell power supply data center

The fuel cell power controller tracks the load current and the fuel cell output voltage, as well as the alarm on the ramp rate of the excess fuel cell, so another power supply can supplement the fuel cell and / or load can be reduced. The power engineering process uses the power flow quickly to make the power flow of the available fuel cell power efficiently used when the power is available, while considering the slope rate and other power limits of the fuel cell and the safety limit of the load. The power flow is reduced after the alarm indicating the electrical output limit of the fuel cell. In the absence of alerts, the licensed power flow is increased in response to the increase in power demand from the load (actual or requested). Power flow can be increased or decreased with fixed volume, proportion or sequence. The power controller relay can be tripped at low fuel cell output voltage or high load current.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于燃料电池供电数据中心的功率调制
技术介绍
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。
技术实现思路
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
技术实现思路
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
技术实现思路
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
技术实现思路
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本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适于在数据中心使用的燃料电池功率控制器，所述燃料电池功率控制器包括：以下传感器中的至少一个传感器：数字服务器负载电流传感器，所述数字服务器负载电流传感器在连接在功率系统中时提供追踪至少一个数字服务器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，所述燃料电池输出电压传感器在连接在功率系统中时提供追踪燃料电池的输出电压的输出电压传感器值；功率控制器处理器，其具有可执行指令，所述可执行指令在由所述功率控制器处理器执行时监测所述传感器值的至少一部分；以及斜坡速率警报信号线，所述斜坡速率警报信号线由所述功率控制器处理器在所述可执行指令做出所述燃料电池的斜坡速率超过先前地指定的斜坡速率阈值的确定时被触发，所述确定至少部分地基于所述传感器值中的至少一个传感器值。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.01.25 US 62/286,875;2016.05.01 US 15/143,5901.一种适于在数据中心使用的燃料电池功率控制器，所述燃料电池功率控制器包括：以下传感器中的至少一个传感器：数字服务器负载电流传感器，所述数字服务器负载电流传感器在连接在功率系统中时提供追踪至少一个数字服务器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，所述燃料电池输出电压传感器在连接在功率系统中时提供追踪燃料电池的输出电压的输出电压传感器值；功率控制器处理器，其具有可执行指令，所述可执行指令在由所述功率控制器处理器执行时监测所述传感器值的至少一部分；以及斜坡速率警报信号线，所述斜坡速率警报信号线由所述功率控制器处理器在所述可执行指令做出所述燃料电池的斜坡速率超过先前地指定的斜坡速率阈值的确定时被触发，所述确定至少部分地基于所述传感器值中的至少一个传感器值。2.根据权利要求1所述的燃料电池功率控制器，还包括至少一个编程线，所述至少一个编程线被连接到所述功率控制器处理器，所述至少一个编程线信号传送所述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所述斜坡速率阈值。3.根据权利要求1所述的燃料电池功率控制器，还包括继电器，所述继电器在指定的继电器激活水平处跳闸打开，从而中断电流流动路径。4.根据权利要求3所述的燃料电池功率控制器，其中所述继电器激活水平是通过被连接到所述功率控制器处理器的至少一个编程线而可编程的。5.根据权利要求3所述的燃料电池功率控制器，其中所述继电器由以下项中的至少一项激活：负载电流传感器值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小于先前指定的输出电压继电器跳闸水平。6.根据权利要求1所述的燃料电池功率控制器，与电动机械燃料电池流速处理器可操作地组合，其中所述可执行指令在执行时使得所述燃料电池功率控制器进行以下项中的至少一项：向所述燃料电池流速处理器发送减小功率信号以通过修改进入所述燃料电池的物质的至少一个流速来减小燃料电池输出电压，所述减小功率信号响应于确定所述燃料电池的所述斜坡速率超过所述指定的斜坡速率阈值而被发送；或者向所述燃料电池流速处理器发送增加功率信号以通过修改进入所述燃料电池中的物质的至少一个流速来增加燃料电池输出电压，所述增加功率信号在所述燃料电池的所述斜坡速率不超过所述指定的斜坡速率阈值时被发送。7.根据权利要求1所述的燃料电池功率控制器，与所述燃料电池可操作地组合，其中所述燃料电池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。8.一种燃料电池功率工程过程，包括：燃料电池功率控制器，许可电功率...

【专利技术属性】
技术研发人员：王迪，S·戈文丹，J·J·西格勒，刘劼，R·比安基尼，E·彼得森，S·M·詹姆斯，B·科利，
申请(专利权)人：微软技术许可有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国,US