本发明公开了一种耦合储热与重力蓄能的流沙储能系统及运行方法，该系统包括流沙提升系统、电加热棒加热流沙与热流沙储存系统、流沙重力势能发电系统、开式空气布雷顿循环发电与余热利用系统、冷态沙输运和储存系统。储能系统以易获取、几乎无成本的沙漠沙作为储能工质，在系统内同时利用沙子的重力和蓄热进行储能。通过上述方式，本发明能够解决风能和太阳能等新能源的间歇性、低密度性和不稳定性造成的发电难以持续供应的问题。考虑到我国太阳能和风能资源丰富的地区同时也是距离沙漠较近的地区，因此采用提沙储能发电技术具有较好的应用价值和推广前景。