为研究复杂能源系统及其设备的性能和优化分析,主要从三方面进行了相关研究。首先对先进能量系统分析中经常用到而又易于产生歧义的火用概念开始研究；然后对便于实现高度复杂的非线性系统的网络热力学进行研究；最后试图通过技术和经济的综合考量来实现复杂能量系统的全面分析和优化。火用具有自然属性、社会属性、相对属性及广义属性。火用是可以描述能流与物流等一切用于能量系统分析的任意形态能量形式。代表一种有序性和自组织结构,所有的生命系统都是朝着火用量最大的方向发展。它还是相对于基态的有势量,以它远离平衡态的程度来表达其大小,因此它具有相对属性,代表着高于参照标准下的一种“品质”。火用还具有广义性,根据它的广义思维特性,可以衡量和分析现实世界中一切偏离平衡态的自然和社会现象。进行了以火用为基础的火用分析方法应用实例研究,运用火用评价指标进行了火电厂燃煤机组的能量系统建模计算及相关分析。还以火用的广义思维特性,进行了人群组织管理研究,指出个体的发展只是在群体中的“势火用’的品位的提升,人群组织发展的根本是整体势火用水平的普遍提高。网络热力学是以基于基尔霍夫网络为基础的热力学分析方法,利用拓扑参量与几何参量描述能量系统的结构特性以实现建模,进行矩阵表达,结合相关定律定理和热力学特性实现求解。进行了高压电脉冲皮肤药物离子导入的网络热力学分析研究,通过其拓扑结构建模。计算结果表明,高压电脉冲药导方法同常规方法比,容易实现更多的药液量导入,有利于对疾病的治疗,因此这种高压电脉冲药导方法具有一定的应用和推广价值。热经济学的主要及关键问题还是产品的定价问题及能量结构的确定性原则问题。建立了基于边际火用成本的能量系统热经济学分析模型,并针对某燃煤机组研究了系统内因子变化对系统火用耗的影响。进行了电厂燃煤机组各组元的产品性能指标计算和比较分析,提出了改进重点为锅炉组元。同时还进行了空调系统的单位热经济学成本建模计算和分析,发现压缩机是节能重点并指出蒸发温度16℃是最理想的工况点。还进行了电厂凝结水泵经济运行方式的热经济学诊断选择。并进一步研究了大型燃煤电厂机组运行的热经济学建模优化策略,提出在实际运行数据基础上的建模计算曲线寻优可行性方案。