本发明提供了一种LNG冷能梯级利用系统及控制方法，可保证在冷媒膨胀发电子系统、冷库区子系统、数据中心区子系统其中某一工艺出现异常工况时，其他区域不受影响继续生产，而其他冷能梯级工艺则会由于某一工艺的异常工况导致停车。由此实现了高效的LNG冷能梯级利用，温度利用范围广，提高了LNG冷能梯级利用各工艺段的相对独立性，提高了整体项目的操作弹性和容错率，减少了故障所带来的经济影响，可以实现安全生产，降低运营成本，使整个项目实现环境友好，将安全隐患降到最低，且不影响场站其他项目的实施。