本发明涉及汽轮机组发电技术领域，具体涉及一种汽轮机组发电系统，包括：蒸汽发生装置，工作介质经过蒸汽发生装置一次加热后驱动高压缸运转，然后回流到蒸汽发生装置二次加热后驱动中压缸运转；冷却蒸汽管路，其一端与中压缸连通，另一端连通有低压缸，冷却蒸汽管路上安装有调节阀；中低压连通管路，与冷却蒸汽管路并联安装在中压缸和低压缸之间，中低压连通管路上安装有蝶阀；高压缸、中压缸和低压缸同轴连接，低压缸上同轴安装有第一发电机。在最小临界负荷以下时，利用调节阀控制低压缸通流容积流量运行范围处于应力驼峰区的左侧，避免汽轮机在颤振高风险区运行，从而实现了汽轮机组在极低负荷下的安全运行。