本发明公开了一种燃煤发电机组耦合热泵储能系统及其运行方法，涉及燃煤发电和热储能技术领域。该系统包括燃煤发电机组耦合熔盐储罐系统、热泵储能系统；在用电低谷时，燃煤发电机组出力不变，输出电能驱动多级充电压缩机对工质进行加压升温，工质对熔盐进行加热，同时燃煤发电机组低压加热器出口的一部分凝结水对充电膨胀机出口工质进行加热，增大低压加热器抽汽，进一步降低负荷，最终将多余的电能和一部分凝结水的热能转化为熔盐的热能进行储存；在用电高峰时，旁路的给水用熔盐储罐储存的热量进行加热，排挤高压加热器抽汽，提高燃煤发电机组出力，满足电网负荷需求。本发明的系统可发挥燃煤发电机组的调峰潜力，扩展机组输出负荷区间，且可保证燃煤发电机组的安全稳定运行，是一种提升燃煤机组调峰能力和平抑电网波动的有效方法。