本发明公开一种多堆燃料电池发电系统大规模机组组合优化方法，包括步骤：通过K均值聚类法和蒙特卡罗模拟法，根据场景将燃料电池电堆聚类并建立概率分布模型；运用自适应惯性权值算法，使各燃料电池电堆根据概率分布模型在解空间中搜索追随当前的最优解，实现各燃料电池电堆出力功率寻优分配。本发明保证燃料电池发电阵列系统大规模机组的合理出力，通过自适应惯性权值算法控制每个电堆的启停和电堆之间的轮换，从而提高燃料电池的使用寿命，提高系统稳定性，降低系统成本，实现燃料经济性的目的。