本发明公开了基于非线性规划的布雷顿循环系统建模方法，包括五个步骤：确定边界条件、划分流程、显化参数、局部规划和整体规划；在局部规划中将热端、冷端和回热端的三个损失表示为目标函数，采用无导数局部最优算法，以达到较快的收敛速度；在整体规划中将热、冷和回热端的流量偏差表示目标函数，采用启发式全局优化算法，以尽量找到全局最优解。本发明的方法通过整体规划外迭代和局部规划内迭代，一次计算即可找到热效率和损失的全局最优解，避免了讨论方程封闭性、初值调试和启发式算法调试，降低了求解难度，实现了多构型、多变量的同步优化。