本发明提出了一种光伏电站与矿坑‑地下隧洞抽水储能的耦合发电系统设计方法。通过对连片矿坑改造为抽水蓄能上水库，在连片矿坑地下区域或与远方矿坑连接线下方构建地下隧洞，并以此作为地下抽水蓄能电站的地下水库，通过具有地势差的地表矿坑蓄水上水库和地下隧洞下水库之间的水重力势能进行储能和发电。进一步地，构建光伏电站与地下抽水储能的新型耦合发电系统，在两者公共耦合点处将光伏电站与抽水蓄能电站耦合等效为同步发电机，形成新型耦合发电系统。实现在大型光伏电站低出力时段或夜晚无出力时段，地下抽水储能系统作为灵活性电源发电机，而在光伏电站高出力时段作为电动机进行储能，从而维持系统多时间尺度的电力电量供需平衡。