本发明公开一种固体氧化物燃料电池堆系统及其运行控制方法和应用，属于燃料电池技术领域。该电池堆系统包括电池堆本体、温度检测模块、功率检测模块和控制模块；电池堆本体由多个电池体依次堆叠而成；每个电池体的连接体本体中均设有位于重整合成气流道与氧化气流道之间的重整多孔区，阳极、电解质和阴极依次设于连接体本体表面；功率检测模块用于检测总负载所需功率并反馈至控制模块；温度检测模块用于检测气体温度并反馈至控制模块；控制模块用于接收信号并输出相关控制信号。该电池堆系统采用间接内重整方式，避免阳极积碳造成电池结构破坏和性能衰退，功率和温度信号联合控制气体流量以实现电池堆的高效热管理，提高电池堆系统的寿命和效率。