本申请公开了一种用于煤电机组深度调峰的梯级储热系统及方法，涉及煤电机组调峰领域。具体实现方案为：热源的出口与汽轮机的入口连接，汽轮机的输出端与发电机连接；汽轮机的出口与第一储热装置的蒸汽入口连接，第一储热装置的蒸汽出口与一级凝结水加热器的管侧入口连接；热源的一次蒸汽出口与第二储热装置的一次蒸汽入口连接，第二储热装置的一次蒸汽出口与热源的入口连接；汽轮机的出口依次连接一级凝结水加热器的管侧、二级凝结水加热器的管侧和热源的入口。本申请提高了机组升负荷速度，拓展了煤电机组的运行下限，实现了机组深度调峰运行。