本申请提供一种耦合储热热电联产系统及运行方法，涉及热电联产、热电协同领域。该系统包括锅炉机组单元、凝汽器、低温储热罐、蒸发器、压缩机、冷凝器和高温储热罐；凝汽器分别与低温储热罐高温区、低温储热罐低温区和锅炉机组单元连接；低温储热罐高温区与蒸发器第一入口连接，低温储热罐低温区与蒸发器第一出口连接；蒸发器第二入口与冷凝器第一出口连接，蒸发器第二出口与压缩机入口连接；冷凝器第一入口与压缩机出口连接，冷凝器第二入口与高温储热罐低温区连接，冷凝器第二出口与高温储热罐高温区连接；高温储热罐低温区用于接收热网回水，高温储热罐高温区用于热网供水。本申请能够提高锅炉机组运行灵活性。