压缩空气储能技术可以解决由可再生能源固有间歇性与不稳定导致的并网难题,为进一步提升压缩空气储能技术的能量利用率与供能灵活性,本文基于能量梯级利用原理,通过引入具有储量丰富和高利用系数特征的地热能资源,提出了一种耦合压缩空气储能与增强型地热技术的冷热电联产系统,通过建立复合能量系统的热力学模型,研究了压缩机压比与膨胀机膨胀比、压缩机与膨胀机的等熵效率、膨胀机入口温度和换热器温差对复合能量系统热力学性能的影响规律,进一步通过建立复合能量系统的多目标优化数学模型,以系统(火用)效率和单位能量成本为目标函数,获得了系统的Pareto前沿最优解集。结果表明该系统可实现能量的高效利用,敏感性分析结果表明膨胀机与换热器是系统高效运行的关键设备,提升这两个设备的运行效率对于系统热力学性能以及输出功量的提升作用显著,采用多目标优化方法得到的系统最优(火用)效率为55.73%,最优单位能量成本为911.28$/kW,系统能量效率和相对节能率较设计工况分别提升了6.1%和10.68%。本文的研究结果从热力学和经济学角度为系统的工程应用提供了理论依据。