1.同型机组风电场等值
对于多机系统，若采用同型的风力发电机，并且风机连接到无穷大系统的线路参数也保持一致，即电气联接对称，也可通过相似矩阵方法对系统状态矩阵进行相似变换，将矩阵变换为分块对角矩阵，从而将系统解耦为若干独立子系统。N机系统的结构示意图如4.15所示。
图4.15 N机对无穷大系统
N机系统并联运行，其状态矩阵的形式如式（4.17）所示。
状态矩阵可通过正交变换矩阵进行相似变换，得到N机系统的分块对角矩阵：
其中，P矩阵为正交变换矩阵，如式（4.19）所示。
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由式（4.18）可知，N机系统的状态矩阵可等效为分块对角矩阵
该矩阵的特征值可求解其子矩阵的特征值间接求得，即
可见，由于对角矩阵的性质，矩阵
的N个子块相互独立，因此，这N个子块的特征值也相互独立，分别对应N个独立的风力发电机系统，由该关系可将多机系统进行解耦，如图4.16所示。
此时，对N机系统的扭振分析，可通过对两类等效的单机对无穷大系统求解可得。一类为图4.17中的风机1至风机N－1，这N－1台风机完全一致，可预测其特征值也保持一致；另一类为风机N，由于其电气连接发生了变化，因此第N组特征值必定与前N－1组存在较大差异。该N机等效简化模型利用矩阵的相似变化，将多机系统解耦成多个单机对无穷大系统的集合的方法，能够完整保留系统的信息。
2.非同型机组风电场等值的一般规律
若风电场为非同型风电场，以两种机型风电场为例。每种机型的风机组可划分为一个机群。对于每一个机群，均可采用上述方法进行等值简化，以24机为例，其中12台机组为双馈风机，12台机组为永磁风机，等值简化后如图4.17所示。
图4.16 N机系统的等效简化模型
图4.17 非同型风电场等值简化模型
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