本实用新型属于储能技术领域，尤其为一种基于压缩空气储能的余热梯级利用系统，包括压缩空气储能模块、太阳能集热模块和梯级储热利用模块，通过集成太阳能集热模块，用于加热透平入口空气，解决了绝热压缩空气储能系统中空气温度受限的问题，保证系统高效运行，通过梯级储热利用模块，按照余热品质的高低，将不同品位的余热分别储存在不同的储热罐中，降低了高低温流体混合时造成的不可逆能量损失，且通过将不同的余热进行充分利用，有效提高了系统综合效率，充分利用风、光等可再生能源和余热资源，可同时输出热能和电能，并提供不同品位的热能，满足用户多样化需求，清洁环保，无二氧化碳排放，有助于我国“双碳”目标的实现。