本实用新型公开了一种地层储能发电系统，所述地层储能发电系统包括：火力发电机组、电加热器、地层储热库和换热装置，火力发电机组与电加热器相连，电加热器与地层储热库相连，地层储热库与换热装置和火力发电机组的任一低压换热器的进水管和出水管相连。当火力发电机组参与调峰时，通过电加热器加热换热介质，以将火力发电机组的冗余电量以热的形式存储在地层储热库内。当电量需求增大时，将地层储热库的高温换热介质以及火力发电机组的部分凝结水输送至换热装置进行换热，提高给水温度，以将地层储热库储存的热能重新转换为电能，从而提高火力发电机组运行的灵活性，利用储能的方式实现火力发电机组深度调峰的能力。