在光伏结构设计中风荷载多采用均匀分布模型，同时较少考虑光伏组件上部结构与下部基础结构协同作用。基于此，通过构建面板—固定式光伏支架—基础—地基一体化三维数值模型，并考虑风荷载的梯形分布特征，探究不同荷载分布模型下光伏系统整体结构的受力变形特性差异，揭示光伏系统整体结构失稳破坏的关键特征，并提出优化设计方案及监测方案。结果表明：均布模型虽能较好地模拟光伏面板应力，但未能反映光伏面板倾覆现象，且低估了立柱、斜撑应力和桩基位移；中部檩条、边跨斜梁的位移及中跨桩体的应力均超出了其相同结构部件水平，因此这三构件成为结构失稳破坏的关键部位；针对斜梁因位移过大而发生失稳破坏，提出减少前后立柱间距或增强局部构件的强度的策略，以增加光伏系统稳定性。