大型燃气发电机组在我国正迅速发展，而作为机组核心设备的燃气轮机其运行及维护技术仍处于摸索阶段。因此，对电站燃气轮机进行节能诊断研究，对于我国电力行业的节能降耗、经济运行目标的实现具有重要意义。对于燃气轮机主要性能参数基准值的计算，通过多元函数拟合、动力机械典型特性解析分析的方法建立了燃气轮机部件以及整体性能计算模型，并以实际运行的M701F燃气轮机为例，利用运行数据辨识了模型中的参量，从而构建出针对该机组的具体模型并求解出不同工况下的各种基准性能参数。对于燃气轮机性能劣化问题，利用支持向量机理论建立了劣化工况下燃气轮机性能计算模型，对M701F燃气轮机进行了仿真计算。探索了对燃气轮机的性能劣化诊断，利用概率神经网络方法尝试劣化诊断定位识别，并利用文献中数据进行了仿真。在燃气轮机性能计算模型的基础上，对燃气轮机的各主要影响因子进行了敏感性分析，计算了各参数对燃气轮机效率的影响，利用遗传算法对燃气轮机的运行参数进行了优化计算，以M701F燃气轮机为例对劣化工况下运行的燃气轮机进行了节能潜力分析，结果表明该燃气轮机存在很大的节能空间。对于以燃气轮机为核心的联合循环机组的运行优化中的多机组负荷优化分配问题，建立负荷分配模型时，分析了环境因素对联合循环机组性能影响，得到了较为合理准确的目标函数以及约束条件。在优化求解负荷分配模型的过程中，利用多种群遗传算法进行了求解，并与标准遗传算法计算结果进行了比较。结果表明MPGA有很好的优化效果，可以为燃气发电机组的节能运行提供指导。