本发明公开了一种基于可逆膨胀机的综合能源系统及运行方法，它包括太阳能集热器和燃气辅热器构成的热源系统；所述热源系统与内部带有多组换热器的储冷、储热一体化装置并联，所述储冷、储热一体化装置同时与第一换热器并联，所述第一换热器通过可逆膨胀机与第二换热器相串联，在第一换热器和第二换热器串联回路上安装有膨胀阀和工质泵，并共同构成的有机朗肯循环发电‑热泵一体化机组；所述第二换热器与地埋管换热器和辐射换热器相连；还包括控制系统。结合一体化储冷、储热装置构成的综合能源系统，来实现太阳能、浅层地热能、电能的综合高效利用的目的。