当今全球面临的能源危机和环境问题促进了风能等可再生能源的大规模开发利用。由于预应力钢筋混凝土风力发电塔架具有稳定性能好、抗腐蚀性能强、维修费用低、节约钢材和现场加工方便等方面的优点,并且随着风力发电机向单机大容量和海上风力发电的趋势的发展,预应力钢筋混凝土塔架必将有更广阔的前景。本文首先运用大量的统计数据和相关事实介绍了当今世界风力发电的发展现状和趋势;然后以风力发电机的设计概要为依据,将日本的风力发电机塔架规范编制成excel,对六个塔架模型进行优化设计;进而将预应力钢筋混凝土高塔模型作为定型塔架,对塔架的强度、刚度、动力学模态和抗震等结构性能进行了分析,重点研究了壁厚、直径和预应力钢筋分布这三个几何尺寸对塔架结构性能和制造成本的影响,以及开洞对塔架各种性能的影响,提出了一系列指导塔架优化设计的重要结论。分析过程中,使用了ANSYS软件进行了塔架的有限元建模分析,详细介绍了塔架荷载的计算与施加,通过比较有限元值和设计值之间的差距,得知日本的设计规范是偏保守的。本文的研究思路、方法和结论对这一领域的后续研究具有一定的促进作用。