本发明公开了一种基于深冷储能的核电调峰系统，包括核能发电子系统、空气液化子系统、液态空气释能子系统、蓄冷单元，在用户负荷需求小于核电系统额定负荷的第一时段，将核能发电子系统产生的多余电能通过空气液化过程转化为深冷能储存于液态空气中；在用户负荷需求大于核电系统额定负荷的第二时段，将空气液化子系统中储存的液化空气的能量转化为电力；蓄冷单元在用户负荷需求大于核电系统额定负荷的第二时段，将液态空气释能子系统中液态空气再气化时释放的冷量以显热的形式储存，在用户负荷需求小于核电系统额定负荷的第一时段，将储存的冷量用于空气液化子系统的空气液化。该系统可大大提高核电系统在用电高峰时段的核反应堆热能的发电效率和净出功量，达到消峰填谷的目的，并且具有较高的储能效率。