一种太阳能热发电用单罐-双罐复合储热系统及储热方法，包括单罐斜温层储热子系统、双罐储热子系统及连接管路和阀门等。单罐斜温层储热子系统包括一个罐内充满储热介质、外面包裹保温层的单罐斜温层储罐，储罐顶部和底部分别有开口通道，供流体进出储罐。双罐储热系统包括外面包裹保温层的冷、热流体储罐各一个，罐内分别存储冷流体和热流体并分别安装有冷流体泵和热流体泵，两个罐体都布置有一个流体进口管。本发明的工作模式包括白天无辐照波动连续充热，白天有辐照波动交替充、放热，辐照消失后连续放热，系统停机时及启动前辅助热量释放。