本发明公开了一种港‑船多能源融合系统及其多层次能量管理方法，包括负载模块、新能源模块、储能模块及能量管理模块；所述负载模块包括港口的电力负载和氢能负载；所述新能源模块包括风力发电模块、光伏发电模块，用于为电力负载供电；所述储能模块包括电化学储能模块、氢能储能模块和制氢装置，所述氢能储能模块用于为氢能负载供氢；所述能量管理模块包括预测层，所述预测层通过神经网络预测模型分别预测风力发电模块的发电量、光伏发电模块的发电量、电力负载的负荷以及氢能负载的负荷，决定电化学储能模块的储电量和氢能储能模块的储氢量。本发明能够决定较长时间尺度上的储氢量以及各能量源的实时最优决策。