随着我国经济发展加快,对能源和资源的需求增多,发展低碳经济显得至关重要。目前,我国普遍存在资源相对匮乏、能源利用效率低以及工业生产带来的环境污染问题,能源和环境问题严重影响我国经济的发展。新兴的分布式能源系统能够近距离按需供能,节省财力物力,在节能降耗方面拥有着巨大的潜力,为我国节能减排事业注入活力。本文在此背景下,将分布式能源系统作为研究对象,以能源和经济可持续发展为目的,研究了能量系统的经济性建模、分析与优化方法。根据热经济学结构理论,建立了一种完整的分布式能源系统分析、评价与优化体系,为类似的能源系统节约能源和机组优化提供了理论依据。由于传统的能量分析、建模及评价方法存在一定的局限性,本文将采用热经济学结构理论作为系统建模和分析的依据。以TG80机组为样本,描述了物理模型向热经济学模型转换的具体过程,最终建立了分布式能源系统的(火用)成本模型和热经济学成本模型。基于燃料和产品定义,采用(火用)成本方程和热经济学成本方程探究了各部件的生产分配关系,分析了(火用)成本和热经济学成本生产和配置过程。通过分析(火用)成本和热经济学成本组成规律,探究了各个组成部分对成本的影响。根据系统的比不可逆损失、单位(火用)耗、(火用)损系数等指标,对系统各个部件的性能进行了判断,发现燃烧室和制冷部件等组元性能需要优化。在分析和评价系统的基础上,指出了燃烧室、高压发生器以及制冷部件(火用)成本和热经济学成本升高的原因,为热经济学优化指明方向。由于优化目标函数的复杂性,需要性能较好的算法对其进行寻优。因此,本文对差分进化算法进行改进,建立了基于个体寿命的生命周期机制,参数自适应改变缩放因子和交叉概率因子,提高了算法的寻优精度和收敛速度。最后,对非线性系统进行辨识,验证了改进算法的可靠性和可行性。论文最后,依据系统分析和评价得到的结论,对吸收式溴化锂制冷机中性能较差的部件进行了优化。以总的单位产品热经济学成本为目标函数,利用参数自适应差分进化算法优化目标函数,得到了最优工况点。将得到的结果与额定工况下单位热经济学成本以及比不可逆损失进行对比,发现通过优化运行参数可以降低溴化锂制冷机部件的比不可逆损失和产品热经济学成本,证明了节能降耗的可行性。