本发明属于余热、余能梯级利用技术领域，公开一种储热调峰装置、余热发电系统及方法；所述储热调峰装置，包括：蒸汽加热装置和储热体；窑头热风管的出口端分为两路：窑头热风管出口第一支路连接烟道第一阀门一端，窑头热风管出口第二支路连接烟道第二阀门一端；烟道第二阀门另一端连接烟道第三阀门一端，烟道第三阀门另一端分成两路：烟道第三阀门另一端第一支路通过串联的烟道第四阀门、储热体连接烟道第五阀门一端烟道；第三阀门另一端第二支路通过串联的烟道第六阀门、蒸汽加热装置的第一气换热通道连接烟道第十阀门一端。发明增加汽轮机组发电功率的同时，还可以使水泥窑余热发电系统具备调峰功能，同时灵活性更好。