本发明公开了一种综合能源系统及其运行控制方法，所述系统包括控制中心，以及分别与控制中心连接的供电子系统、供热子系统和供冷子系统；供热子系统包括通过管路顺次连接的中低温储热罐、高温储热罐和电热锅炉；其中，高温储热罐用于与中低温储热罐进行热交换；电热锅炉用于与高温储热罐进行循环换热；控制中心用于根据每一周期所接收到的实时负荷和预设运行控制模型确定系统的运行策略，并根据运行策略对供电子系统、供热子系统和供冷子系统进行周期性控制。上述系统通过将中低温储热罐所回收的低品位热源存于高温储热罐中，并利用电热锅炉对高温储热罐进行循环加热，实现对低品位热能的梯级升温，解决低品位热源因温度过低无法高效利用的问题。