本发明公开了基于数据协调的二次再热机组性能监测与运行优化方法，其中，该方法包括：研究影响热力系统主要部件特性的主导因素及作用机制，获得全工况范围内的部件特性曲线，建立热力系统关键部件的全工况高精度数学模型；利用机组热力参数的测量冗余信息，采用数据协调算法降低关键数据的测量不确定度；为部件的健康状况监测提供准确应达值，并通过监测值和应达值的比较实现多种性能监测功能；在全工况高精度数学模型基础上，通过整体集成获得系统优化模型，通过情景假设计算获得机组的优化潜力以及参数调整以实现机组实时运行优化。本发明利用运行数据的测量冗余信息，采用数据协调的方法，有效降低了关键测量数据的不确定度，提高了监测精度。