对于给定的风电场，本文首先确定风电场的 场址区域范围。具体做法是： 首先，基于风电场数 据库，查出该风电场的相关位置信息； 接着，根据 风电场的装机容量，以每平方公里面积可装机 5 MW 的经验估算数据［8］，估算风电场场址区域的 面积； 最后，基于 ArcGIS 系统，可得出一个以给定 风电场的经纬度坐标为中心、面积等于估算出的 风电场场址区域面积的圆形区域，作为该风电场 的场址区域范围。显然，通过该方法所得出的风 电场场址区域与实际场址区域不完全相同，但作 为宏观分析该区域的地形条件来说，这种差别是 可以接受的。
Analysis and Evaluation on Topographic Conditions for acroscopic Choice of a Wind Farm Location
DENG Yuan-chang，YU Zhi，ZHONG Quan-wei （ School of Engineering，Sun Yat-sen Univ． ，Guangzhou 510275，China）
起伏度 /m 0 ～ 100 100 ～ 200 200 ～ 300 300 ～ 400 400 ～ 600 ＞ 600
风电场数 /个 131 57 23 13 8 6
占百分比 /% 55． 0 23． 9 9． 7 5． 5 3． 4 2． 5
表 3 为我国装机容量超过 300 MW 的 11 个 区域的地形统计数据。由表可知，我国风电场平 均坡度为 4． 1°，平均地形起伏度为 135 m。在上
我国风力发电的快速发展，一方面迫切需要 考虑了地形条件在内的综合选址系统的决策支 持； 另一方面，大量已建成风电场的信息为选址综 合评价及地形条件等单因素评价提供了现实数 据。本文通过统计至 2008 年底我国已建成风电 场的地形资料，分析已建风电场的地形条件，并据 此提出可用于风电场选址时进行地形条件评价的 指标和方法。
1246
2010，38（ 8）
述 11 个区域中，江苏省风电场的地形条件最好， 而广东省风电场的地形条件最差，而装机容量最 大的内蒙古自治区，其风电场的地形条件一般。
3 风电场选址中地形条件评价方法
对于风电场的宏观选址来说，地形条件的评
价是其诸多影响因素评价的一个方面。我国现有
的关于选址时考虑地形条件的描述性原则，难以
占百分比 /% 74． 4 15． 6 5． 4 2． 9 1． 7
表 2 为我国已建成风电场的地形起伏度统计 结果。我国绝大部分（ 88． 6% ） 风电场的地形起 伏度小于 300 m，并且大部分（ 78． 9% ） 风电场的 地形起伏度在 200 m 以内。
表 2 我国已建成风电场的地形起伏度
在宏观选址系统开发中实现，因此有必要提出一
种简单的、量化的、可自动化处理的地形条件评价
方法。
为了在综合选址时进行地形条件的评分，本
文首先对坡度 S 和地形起伏度 R 进行无量纲处
理。对于坡度来说，根据上述已建成风电场的统
计资料可知，绝大部分（ 90% ） 的风电场地形坡度
都在 10°以内，且坡度大于 20° 的仅占 1． 7% 。因
邓院昌，等 风电场宏观选址中地形条件的分析与评价
1245
tude） 和坡度（ Slope） 这两个参数来表征。GIS 技 术的快速发展为地形的定量分析提供了新手段， 而全球免费共享的 SRTM（ Shuttle Radar Topography Mission） 为地形分析提供丰富的数据资源，可 以利用它提取地形起伏度、坡度等地形参数［6，7］。 本文风电场场址的地形起伏度，用场址区域内最 高点和最低点海拔高度之差来表示； 而坡度不是 指实测得到的值，而是基于 SRTM 数据利用 ArcGIS 提取的坡度值。
2 我国已建风电场地形分析
至 2008 年底，我国（ 除香港、澳门、台湾地区 以外） 已建成 239 个陆上风电场。本文根据以上 方法，对于有数据的 238 个风电场进行分析，分别 算出其场址范围的坡度 S、地形起伏度 R。其中， 坡度是指风电场场址区域内，所有 SRTM 数据点 坡度 的 均 值，而 SRTM 数 据 点 的 坡 度 值 可 通 过 ArcGIS 软件的相应工具求得。
m 以内，且地形起伏度大于 600 m 的仅占 2． 5% 。
因此，本文据此将 300 m 作为地形起伏度的中间
值，将 600 m 作为地形起伏度的上限，引入无量纲
表 1 为我国已建成风电场的坡度统计结果。 我国绝大部分（ 90% ） 风电场的坡度小于 10°，大 部分（ 74． 4% ） 风电场坡度在 5°以内。
表 1 我国已建成风电场的坡度
坡度 /° 0 ～5 5 ～ 10 10 ～ 15 15 ～ 20 ＞ 20
风电场数 /个 177 37 13 7 4
表 3 我国典型地区风电场的地形统计
区域 内蒙古
辽宁 吉林 河北 黑龙江 江苏 新疆 甘肃 山东 宁夏 广东 全国
坡度均值 /° 3． 4 3． 6 1． 3 3． 4 7． 3 0． 6 2． 4 1． 5 2． 1 3． 3 7． 5 4． 1
起伏度均值 /m 129 101 28 144 217 13 137 74 63 89 224 135
第 38 卷 第 8 期 2010 年 8 月
Vol． 38 No． 8 Aug． 2010
发电技术
风电场宏观选址中地形条件的分析与评价
邓院昌，余 志，钟权伟
（ 中山大学 工学院，广州 510275）
摘 要： 以全球免费共享的 SRTM 数据（ 90m 水平分辨率） 为地形数据源，通过 ArcGIS 软件工具，提取我国已 建成风电场的地形起伏度和坡度数据并进行统计分析。结果表明： 我国已建成的风电场中，约 90% 风电场的 地形起伏度小于 300 m、坡度小于 10°。基于统计结果，提出综合了地形起伏度和坡度两个指标参数的地形适 宜度参数，可用于反映地形的复杂程度。在 1 km 水平分辨率的示范区域内，得出地形起伏度、坡度、地形适宜 度专题图。认为研究结果有助于从整体上了解我国已建成风电场的地形条件，并为宏观选址系统中地形条件 的评价提供了量化指标和简单的实现方法。 关键词： 风电场宏观选址； 地形条件评价； 地形起伏度； 坡度； 地形适宜度 基金项目： 国家“863”计划资助项目（ 2008AA05Z414） 作者简介： 邓院昌（ 1972-） ，男，博士，讲师，研究方向为风能资源评价与风电场选址。 中图分类号： TK89 文献标志码： A 文章编号： 1001-9529（ 2010） 08-1244-04
1 风电场地形数据的获取
本文以目前获得广泛应用的约 90 m 水平分 辨率的 SRTM 数据为地形数据源，通过获得风电 场场址区域范围的坡度、地形起伏度这两个参数， 来考虑风电场的宏观地形条件。同时，为了方便 地形数据的管理，本文利用 ArcSDE 在 Oracle 上 搭建了 Geodatabase 数据存储平台存储数据。其 中，ArcSDE，即数据通路，是 ArcGIS 的空间数据 引擎，它是在关系数据库管理系统（ RDBMS） 中存 储和管理多用户空间数据库的通路。Geodatabase 是 ESRI 公司在 ArcGIS 引入的一个全新的空间数 据模型，是建立在关系型数据库管理信息系统之 上的统一的、智能化的空间数据库。
能资源合理有序开发，基于地理信息系统（ Geographic Information System，GIS） 的风电场选址系 统受到 广 泛 重 视［4，5］。 显 然，上 述 对 于 地 形 的 描 述性原则不能很好地满足风电场选址系统开发的 要求，需要提出更加客观量化的地形评价指标及 方法。
在风电场选址中考虑的地形条件，主要是指 地形复 杂 程 度，可 用 地 形 起 伏 度 （ Relief Ampli-
此，本文据此将坡度 10° 作为中间值，将 20° 作为
坡度的上限。
引入无量纲坡度 S'定义
{ S' = 1 － S /20 1
0
S ＞ 20
（ 1）
式（ 1） 中无量纲坡度 S'为介于 0 和 1 之间的
一个参数，当坡度为 10°时，S'的值为 0． 5。
同样，对于地形起伏度，根据统计资料可知，
绝大部分（ 88． 9% ） 的风电场地形起伏度都在 300
Abstract： Using the SRTM data （ 90 meter horizontal resolution） of global free sharing as the topographic data source and the software of ArcGIS as tool，the topographic amplitude and slope data in the wind farms in China were extracted and statistically analyzed． The results showed that the topographic amplitude was less than 300 meters and the slop was less than 10 in the 90% of the wind farms which had been built in China． Based on the statistical data，the topographic suitable degree parameters which could be used to describe the complex degree of the topographic were proposed by colligating the indexes of the topographic amplitude and slop data． The thematic map of the topographic amplitude，slope and the topographic suitable degree was obtained in the one kilometer demonstration area of horizontal resolution． The research results were helpful for understanding the topographic conditions of the wind farms which had been built in China on the whole，and a simple implementation method for the evaluation of topographic conditions in the system of macroscopic choice of the location with the quantitative index was provided． Key words： macroscopic location for wind farm； topographic condition evaluation； topographic amplitude； slope； topographic suitable degree Foundation items： The National High Technology Research and Development Program of China（ 863 Program） （ No． 2008AA05Z414）