本发明涉及发电系统技术领域，具体涉及一种煤基多联产灵活变负荷系统及其运行方法。系统包括：发电子系统，其包括循环连通的蒸汽发生器、汽轮机组、凝汽器和回热组件，回热组件的流体出口与蒸汽发生器的流体入口连通，汽轮机组与回热组件之间连通有抽汽管路；换热子系统，其包括循环连通的压缩机、供热换热器、透平机和供冷换热器，供冷换热器的出口与压缩机的入口端连通；蓄热组件，其第一流道连通在汽轮机组与回热组件之间，其第二流道连通在压缩机与供热换热器之间。本发明以冷负荷为基准确定换热子系统的运行功率，配合储热进行多负荷调控，不受热负荷限制，能够大大提升多联产系统灵活性，以及发电系统升负荷和降负荷的调峰速率和范围。