一种多堆阴极气体供应系统、解耦控制器及控制方法，属于燃料电池技术领域。本发明包括空气供应系统、氧气补偿系统、发电系统支路和阴极排气口，空气供应系统用于将空气进行压缩并储存于储气罐中，氧气补偿系统用于将外部提供的氧气输送进储气罐，以提高储气罐内阴极气体的氧气浓度，发电系统支路包括但不限于两个，且一个支路中只安装有一个燃料电池堆模块，发电系统支路将储气罐内的阴极气体加湿后在燃料电池堆中进行反应，经阴极排气口排出。本发明通过在储气罐的旁通回路中通入氧气并与空气混合，提高空气供应系统中氧气的浓度，可以大大提高燃料电池发电站发电效率。