本發明公開了一種風能、燃氣及超臨界二氧化碳能源梯級利用聯合發電系統,用于風能能源的利用以及超臨界二氧化碳再壓縮布雷頓動力循環的應用。該系統包括風能采集系統、燃氣輪機發電系統、中低溫余熱利用系統和超臨界二氧化碳再壓縮布雷頓循環發電系統。該系統工作時,采用風能驅動空氣壓縮裝置,被壓縮的空氣用于燃氣輪機系統,回收利用燃氣輪機排出的廢氣及中低溫余熱作為換熱器熱量來源,實現能源的梯級利用;超臨界二氧化碳再壓縮布雷頓循環采用二氧化碳為工質,其動力機械結構緊湊,經濟性能好。結合燃氣輪機發電系統及超臨界二氧化碳再壓縮布雷頓循環系統實現穩定的聯合發電,所產生的電能最終輸入電網。