本发明公开了一种水泥窑余热回收及储能发电系统及其发电方法，包括水泥窑余热系统、汽轮发电系统和熔盐储放热系统，所述熔盐储放热系统包括熔盐换热器、高温熔盐储罐、低温熔盐储罐以及蒸汽发生器；所述熔盐换热器的熔盐出口与高温熔盐储罐的进口连接，所述高温熔盐储罐的出口与蒸汽发生器的熔盐进口连接，所述蒸汽发生器的熔盐出口与低温熔盐储罐的进口连接，所述低温熔盐储罐的出口与熔盐换热器的熔盐进口连接；储存能量时，水泥窑余热系统产生的高压过热蒸汽送入熔盐换热器，加热其中的熔盐，熔盐吸热后送入高温熔盐储罐储存；释放能量时，高温熔盐送入蒸汽发生器释放热量，加热给水形成过热蒸汽送入汽轮发电系统的汽轮机做功发电。