本发明公开了一种以液体燃油为燃料电池氢源的多级重整发电系统，属于能源、重整制氢以及高效发电技术领域。该系统包括液体燃油制氢单元，燃料电池单元和余热回收单元，所述液体燃油制氢单元通过出气管与燃料电池单元的进气管连接，燃料电池单元的出气管与余热回收单元的进气管连接，余热回收单元的出气管与液体燃油制氢单元的进气管连接，该闭合回路结构构成能量的循环利用。本发明提出多级重整液体燃油为氢源的技术，并开发抗积碳的阳极材料，解决燃料电池中阳极易积碳的技术难点，使得传统以氢为工质的燃料电池附加结构重量大、安全隐患高等问题得到解决，为燃料电池在发电领域中实质化应用奠定基础。