随着化石能源的日益枯竭以及燃烧发电所导致的环境污染问题,人们的节能减排意识愈发高涨,我国也积极推动可再生能源发展。然而,可再生能源由于自身的波动性,它的大规模并网必然会加剧对电网的冲击,威胁电网的稳定性和安全性。储能技术不仅能够解决可再生能源并网的隐患,还能够在电网中扮演削峰填谷的角色。液化空气储能系统作为一种新型的压缩空气储能技术,具有不受地理因素限制以及储能密度高的优点。但液化空气储能系统也存在循环效率较低的缺点,因此,本文提出三种高效液化空气储能系统,主要工作和成果如下:（1）介绍了 LAES技术的研究背景、工作原理、系统特点以及发展现状,并通过对不同类型的LAES系统进行比较分析,总结了 LAES系统的特点和发展优势。针对LAES系统的原理介绍和分析,在系统部件热力学模型的基础上,提出了三种提升系统效率的方案:利用外部冷能的耦合液化天然气提升LAES系统,利用外部热能的耦合海水淡化的太阳能蓄热式LAES系统,以及通过改变系统运行方式的三联产液化空气储能系统。（2）新型耦合液化天然气的LAES系统一方面利用液化天然气对LAES系统的液化单元进行改进,另一方面耦合布雷顿循环,增加系统的发电能力。耦合系统可以合理利用液化天然气冷能,并改善LAES系统效率较低的缺点。该系统（火用）效率最高为60.03%,循环效率最高为90.01%。（3）耦合海水淡化的太阳能蓄热式LAES系统利用太阳能提升膨胀段气体温度,增加系统的做功能力,并且系统可利用压缩段余热以及朗肯循环余热进行海水淡化。系统可解决供水,供电与调峰三大问题,且不排放任何污染物质。系统（火用）效率最高为47.79%,循环效率最高为132.20%,同时每小时最高可生产淡水7079.52kg。（4）三联产液化空气储能系统可以充分利用储存的能量,不仅可以提供电能,而且可以提供热量以及冷量,实现能量的综合利用。并且系统根据不同季节的不同能源,提出三联产系统不同季节的运行模式,并对其热力学性能进行了分析。对于过渡季发电1500.00kW的三联产液化空气储能系统,在冬季运行时,最高供热2573.15kW,最高供冷1075.92kW,在夏季运行时最高供冷可1720.08kW。