随着化石能源的不断减少和生态环境的不断恶化,减少化石燃料的开采、大力发展清洁能源已成为普遍共识。近年来我国正进行能源结构的调整,清洁能源占比随之逐渐增加,其中,风电规模正高速增长。风电场往往建立在疾风区,这种地区落雷密度高,极易遭受雷击。CIGRE TB 549指出80%的地面落雷为多重雷击。多重雷击一般不会击于同一点,雷击位置通常呈线性或片性分布。随着风电场规模的逐渐增大,风电场遭受多重雷击的概率也越来越高,研究多重雷击对风电场暂态过电压的影响具有一定的工程实际意义。本文旨在分析风电场遭受多重雷击时场内各设备的暂态响应,以期对风电场防雷设计提供理论依据,采取有效的防雷措施降低雷害事故概率及损失。首先利用电网络相关理论分析了风力发电机桨叶、塔筒、电缆和接地装置的物理模型,并转化为RLC电气模型;然后根据相关设备的技术参数,利用电磁暂态仿真软件ATP-EMTP搭建了包含风力发电机组、集电系统的风电场模型,计算了单台风电机组及联合风电集群中关键设备的雷电暂态响应,并提出了有效的防雷措施。研究结果表明:在单元风电机组叶片遭受雷击时,塔筒、电缆缆芯暂态电位受后续雷击影响更大,箱变两侧暂态电位受首次雷击影响较大;两种雷击方式下,风机塔筒电位幅值都服从“从塔顶到塔底逐渐降低”的规律,但是在塔筒的任何部位,后续雷击所产生的暂态电位幅值都比首次雷击时大;信号电缆缆芯暂态电位呈“U”形分布。在联合风力机群中,雷击风机叶片时塔筒内电力电缆暂态电位峰值比雷击集电线路时高数倍甚至十几倍;直接受到雷击的风力机组箱变低压侧会产生很强的暂态电位,未直接受到雷击的风力机组箱变低压侧暂态电位较小;首次雷击集电线路会在整个风力机群所有机组箱变高压侧产生很强的暂态电压,而二次雷击仅在遭受直接雷击的机组箱变高压侧产生很强的暂态电压。将电涌保护器与控制电缆缆芯并联不但对首次雷击有较好的防护效果,对后续雷击同样效果显著;串接电缆接头并使电缆屏蔽层一端接地的方式可有效降低箱式变压器两侧雷电过电压,并且可有效降低后续雷击时的侵入波陡度。