随着社会的发展,化石能源利用量逐年递增,出现了化石能源枯竭问题,同时也导致环境受到了污染。可再生能源的开发利用,成为了世界各国主要的发展目标。在风电、光电得到了快速发展的同时,也暴露出了大量问题。风电、光电具有间歇性和随机性的缺点,接入电网,会使电网运行不稳定,因而出现大量弃风弃光现象。储能技术被认为可以很好的解决这些问题。储能技术种类较多,其中压缩空气储能可以进行大规模的能量储存,并且对地理位置要求不高,被广泛关注。本文将在先进绝热压缩空气储能系统的基础上,通过耦合氢燃料对系统进行改进和提高。首先本文在压缩空气储能系统的基础上,添加了电解水制氢装置,又分别添加质子交换膜燃料电池和固体氧化物燃料电池。提出三个系统,耦合电解水制氢的压缩空气储能发电系统、耦合制氢与质子交换膜燃料电池的压缩空气储能发电系统、耦合制氢与固体氧化物燃料电池的压缩空气储能发电系统。其中质子交换膜燃料电池与固体氧化物燃料电池对氢氧燃料预热方式不同,质子交换膜燃料电池利用系统产生的生活热水加热,固体氧化物燃料电池利用氢气燃烧室加热。然后对压缩空气储能部分和电解水制氢装置建模,如压缩机、储气室、膨胀机、换热器、间冷器和氢气燃烧室等,对燃料电池单独建模。给定系统参数,分别计算出每一个系统性能指标,其中耦合制氢与质子交换膜燃料电池的压缩空气储能发电系统往返效率和储能密度最大,为68.79%和9.45kWh/m~3,耦合电解水制氢的压缩空气储能发电系统?效率最大为79.23%。而耦合制氢与固体氧化物燃料电池的压缩空气储能发电系统,系统性能处于中间位置,往返效率、?效率和储能密度分别为65.57%、77.21%和7.18kWh/m~3。本文接下来分别对提出的三个系统进行?损失分析,计算出主要部件?损失所占比例,发现对于每一个系统,电解水制氢装置?损失所占比例都最大。其次对三个系统主要参数开展灵敏度分析,对于耦合电解水制氢的压缩空气储能发电系统,电解水制氢能耗对往返效率的影响最大。对于耦合制氢与质子交换膜燃料电池的压缩空气储能发电系统,电解水制氢能耗对系统的往返效率影响最大。对于耦合制氢与固体氧化物燃料电池的压缩空气储能发电系统,没有进行电解水制氢能耗灵敏度的分析,因为电解水制氢能耗的增加对系统的影响是显而易见的。燃料电池工作温度对系统的往返效率影响最大。最后建立经济型模型,耦合电解水制氢的压缩空气储能发电系统净现值为1446210$、耦合制氢与质子交换膜燃料电池的压缩空气储能发电系统净现值为2343788$、耦合制氢与固体氧化物燃料电池的压缩空气储能发电系统净现值为2447403$。