本发明提供了一种二氧化碳压缩储能发电系统，包括蒸汽循环发电子系统和二氧化碳储能发电子系统，蒸汽循环发电子系统包括通过循环管路连接的锅炉、汽轮发电机和冷凝器；二氧化碳储能发电子系统包括二氧化碳压缩机、第一换热器、第二换热器、二氧化碳储气装置、二氧化碳储液装置、二氧化碳膨胀发电机、冷盐储罐和热盐储罐，二氧化碳压缩机、第一换热器和二氧化碳储液装置之间通过第一输送管路连接，二氧化碳储液装置、第二换热器和二氧化碳膨胀发电机之间通过第二输送管路连接，二氧化碳膨胀发电机与二氧化碳储气装置通过排汽管路连接。本发明可将蒸汽循环发电子系统与二氧化碳储能发电子系统耦合，有效解决火电厂在用电低谷期的弃电问题。