本发明涉及一种利用尾水流再生发电的增流式智能水轮机系统，包括贯流式水轮发电机组、垂直轴水轮机，其特征在于，还包括尾水流增流装置和尾水流状态控制器，所述尾水流增流装置设置在贯流式水轮发电机组与垂直轴水轮机之间，所述尾水流增流装置包括受力感应单元、增流传动单元和增流释放单元，所述尾水流状态控制器分别控制贯流式水轮发电机组转轮叶片的叶片角度β1的大小、垂直轴水轮机叶片的叶片角度β2的大小以及尾水流增流装置中感应驱动杆的移动距离x的大小。本发明保证了垂直轴水轮机能够充分利用贯流式水轮发电机组排出及经尾水流增流装置增流的尾水流能量，使得外部发电机能够输出品质优良的电能。