可再生能源发电在电力系统中的占比越来越大，由于可再生能源本身往往存在间歇性和随机性，电力系统面临越来越多的困难和问题；同时，电网的用电存在显著的高峰和低谷，导致电网装机容量越来越大，增加了电网的复杂性。电力储能技术可以很好地缓解这些问题，与其它储能技术相比，压缩空气储能技术具有储能容量大、储能周期长、工作寿命长和绿色环保等优点，是一种具有很大发展潜力的新型储能技术。但压缩空气储能系统复杂的工况和热力学特性为我们的研究带来了一定的困难，且利用实际的压缩空气储能电站来研究压缩空气储能系统的各种特性会有成本高、维护困难等问题，因此这就需要利用建模的方式来为压缩空气储能系统的研究提供更多的理论依据，且为压缩空气储能技术的发展提供前瞻性的指导。本文主要研究内容如下：
　　首先，围绕压缩空气储能系统的压缩储能和膨胀释能两种工作工况展开研究，首先介绍了压缩空气储能系统的工作原理和基本结构，并从热力学角度对压缩空气储能系统中的核心部件压缩机和膨胀机进行了建模和分析，重点研究了它们的温比特性和压比特性等热力学性能。此外利用数学建模的方法建立了压缩空气储能系统其他部件如储气室、换热器、储热罐、发电机、电动机等在内的各个部件的数学模型。
　　然后，根据本文中给出的数学模型，搭建了压缩机、膨胀机、储气室等主要部件的仿真模型，并对这些部件进行了模型的可靠性验证。在此基础上对压缩机、膨胀机和储气室进行了仿真分析，得到了这些部件的各种热力学特性曲线，且研究了不同的运行工况对它们运行状态的影响。
　　最后，基于压缩空气储能系统各个部件的数学模型，本文搭建了一个兆瓦级的压缩空气储能系统的整体仿真模型，整个系统包含5级压缩和4级膨胀。基于该整体的系统仿真模型，深入研究了压缩空气储能系统在压缩储能和膨胀释能两个过程中的热力学特性，更加整体、系统地分析了压缩空气储能系统这一新型储能技术的各种热力学特征。