本发明公开了一种太阳能中间补热耦合双级压缩式热泵的换热站改造系统，包括双级压缩式热泵机组，太阳能集热装置，一次网循环水系统和二次网循环水系统，将余热利用、太阳能、热泵三种类型清洁采暖方式耦合，建立余热回收耦合太阳能中间补热的双级压缩式热泵供热系统，对一网回水余热和太阳能集热量进行梯级利用，作为热泵的中低温热源，提高热泵COP，同时采用双级压缩的形式进一步降低压缩机电耗，降低供热成本与污染物排放，增大一网供回水温差，降低一网热量输送成本和管网建设投资，热泵供热灵活性高，提高供热精度与供热质量，构建一种经济低碳、安全高效的清洁供暖方式，解决了深度调峰时段热源机组供热能力不足的问题。