一种基于时间分层组合的风电功率预测方法及预测系统，首先采集风电出力观测数据，划分所采集的风电出力观测数据，将时间序列划分层级，单独预测每个时间层级的风电功率；将多时间层级序列分为训练集、验证集和测试集，使用训练集中数据估计模型参数，并引入累计分布函数，对验证集中每个时间层级进行预测，并建立组合预测模型；采用交叉验证的方式得到优化权重，并建立优化后组合预测模型系统。利用交叉验证时间分层组合预测方法，有效提升各时间层级包括采样间隔较大时间层级的预测精度，并保留各时间层级风电功率数据信息，使不同时间尺度风电功率预测结果满足聚合约束，其预测结果较其他常规组合预测方法的聚合约束效果更佳。