本发明公开了一种风能、燃气及超临界二氧化碳能源梯级利用联合发电系统,用于风能能源的利用以及超临界二氧化碳再压缩布雷顿动力循环的应用。该系统包括风能采集系统、燃气轮机发电系统、中低温余热利用系统和超临界二氧化碳再压缩布雷顿循环发电系统。该系统工作时,采用风能驱动空气压缩装置,被压缩的空气用于燃气轮机系统,回收利用燃气轮机排出的废气及中低温余热作为换热器热量来源,实现能源的梯级利用;超临界二氧化碳再压缩布雷顿循环采用二氧化碳为工质,其动力机械结构紧凑,经济性能好。结合燃气轮机发电系统及超临界二氧化碳再压缩布雷顿循环系统实现稳定的联合发电,所产生的电能最终输入电网。