本发明涉及火电与储能联合调频技术领域，公开了一种全超容耦合火电机组负荷预测调频控制方法及系统，包括，接收电网的调频指令，采集机组的状态和超级电容系统的状态，建立超级电容与火电机组调频的数学模型；建立超级电容与火电联合二次调频性能指标模型及目标函数；建立二次调频功率指令预算模型，根据模型得到基于指令预算的超级电容充放电策略；建立优化控制的约束条件，得到火电机组和超级电容系统的功率指令。本发明通过基于二次调频指令预测的算法，合理设置目标函数和约束条件，通过本方法可以在当前超级电容的电量条件下，大幅提升二次调频的性能，支撑采用纯超级电容组成储能系统配合火电机组联合二次调频。