一种多变速抽蓄电站系统协同运行控制方法，该方法先基于系统中各变速抽蓄电站的目标库容值确定下一电力交易时段的预期工况组合，再根据预期工况组合计算本系统的调节上限，判断下一电力交易时段电力系统的负荷差是否小于本系统的调节上限，若是，则以该预期工况组合作为最优工况组合，否则基于本系统的调节范围约束对预期工况组合进行修正，并以修正后的预期工况组合作为最优工况组合，随后将最优工况组合输入构建的多目标功率优化模型，求解得到下一电力交易时段的最优运行功率，并基于最优工况组合所产生的库容变化量对库容进行更新。本发明保障了多变速抽蓄电站系统在电网指令响应能力、运行经济性和运行可持续性上达到最优。