储能技术是解决风电、太阳能等可再生能源间歇性、不稳定等问题,保障电力系统安全稳定和经济运行、助力实现碳达峰和碳中和目标等的有效途径。压缩空气储能相比于效率较高的化学储能具有容量大、寿命长等优点,相比于抽水蓄能虽然效率较低但对环境影响小。对于绝热式压缩空气储能系统,理论上空气压力或温度越高,且压缩热在膨胀过程被完全利用,则系统循环效率越高。但实际上压缩机出口温度受材料及储热介质温度的限制,压缩热也因换热器存在端差等因素而不能被完全利用,常规的等压缩膨胀比设计方案由于排气温度高于环境温度亦存在较大排气损失。针对储能系统的设计问题,本文在现有绝热式压缩空气储能系统设计和运行技术基础上,对系统设计技术展开研究。本文以绝热式压缩空气储能系统为研究对象,针对确定的储气室压力范围等边界参数,研究减少损失、提高效率的系统结构与参数设计方法。根据基本热力学原理、系统热力过程工艺和各部件间的耦合关系,建立压缩机、膨胀机、换热器、蓄热罐、储气库、管道等主要部件的数学模型,并基于Lab VIEW平台,开发等压缩膨胀比设计计算模型,研究设计参数对性能的影响。提出一种基于储热介质和排气温度的无排气损失创新设计方案,对压缩膨胀级数和各级压比分配进行优化,并基于Lab VIEW平台,开发无排气损失设计计算模型,研究储热介质温度、排气温度、换热器端差、级间压损等设计参数对性能的影响。对比等压缩膨胀比设计,无排气损失设计方案使排气温度等于环境温度,使原本无法有效利用的较高品质压缩热保留在蓄热罐中,相同储热介质温度下系统热量分配利用和循环效率更优,且可以在任意合理的储热介质温度下进行设计,设计灵活性更强。研究压缩空气储能系统的概念和初步设计,基于Lab VIEW平台开发概念、初步设计及仿真计算软件,在给定储气室容积、工作压力范围、机组发电功率和时间等条件下,设计具有最优结构和参数的系统。进行了100MW/5h的两种压缩空气储能系统案例设计,其中案例一的系统高温储热介质温度为420℃,储气室压力范围为15MPa～17.8MPa,理论上可以达到约67.8%的电对电效率;案例二的储热介质温度为320℃,储气室压力范围为8.9MPa～12MPa,理论上可以达到约63.23%的电对电效率;为储能系统设计提供了参考意见。