Isso é um pouco antigo, mas eu queria fazer a mesma coisa e não consegui encontrar uma resposta na web. Acabei descobrindo sozinho.
Vamos supor que você criou um grupo de campos por meio da interface do CMS com o nome "group_product_fields". Você adicionou alguns campos a esse grupo.
Agora você tem um novo campo sendo incluído no formulário de forma programática via hook_form_alter. Você deseja adicionar esse campo a "group_product_fields". Aqui está um exemplo de qual poderia ser o campo:
$form['new_product_field'] = array(
'#type' => 'textfield',
'#title' => t('New product field'),
'#description' => t('Description for this new product field'),
);
Tudo o que você precisa fazer agora é adicionar esse novo campo ao grupo de campos. Para fazer isso, adicione a linha abaixo ao hook_form_alter. Pode ser colocado em qualquer lugar dentro dele.
$form['#group_children']['new_product_field'] = 'group_product_fields';
Isso é tudo. Você pode ajustar o peso do campo para que ele seja posicionado como desejar. Mas no final, isso é realmente simples. :)