电网级储能技术是促进可再生能源大规模并网消纳与增强电网调峰能力的有效手段。压缩空气储能技术被认为是一种具有电力系统推广价值的大容量储能技术。然而,传统的压缩空气储能需要燃气补燃,系统的循环效率偏低,一直得不到广泛推广。近年来,等温压缩空气储能技术因非补燃、系统理论效率高的优点,得到越来越多的关注。本文主要研究一种基于等温压缩空气储能原理的液控压缩空气储能(Hydraulic Compressed Air Energy Storage,H-CAES)技术。在压力容器内注入比热容大的液体压缩空气,通过热质交换技术和液体强制循环喷淋技术,增大气液换热面积和延长接触时间,促进相间热量传递,从而实现近似的等温压缩与等温膨胀。首先,描述了 H-CAES电站的整体结构和压缩子系统的设计方案与工作方式。然后,建立了压缩子系统的数学模型,采用专业的商用模拟软件FLUENT模拟了内控温液体活塞的压缩过程和膨胀过程。采用化工领域的换热效率评价模型对换热组件的工作特性进行评价,发现在相同的换热条件下,填料的换热效率高于塔板的换热效率。此外,还分析了压缩子系统的运行特性与效率,得出影响压缩子系统运行效率的主要因素是压缩空气的气体可用能损失和循环水泵功耗。接着,介绍了 H-CAES电站压缩子系统控制模型,其中循环水泵的控制策略是整个控制模型的重中之重。提出了一种基于NPC型简化SVPWM算法的循环水泵变频调速控制方法,给出了调制系数调节和中点电位控制的解决方案,可以实现循环水泵的变流量控制,从而实时跟踪内控温液体活塞内的压缩空气温度变化,达到抑制气体温度波动的目的。在MATLAB/Simulink搭建仿真平台,对循环水泵的定流量控制和变流量控制进行对比分析。结果表明,在实现相同的控温要求下,变流量控制可以帮助循环水泵节省约50%的功耗。最后,根据压缩子系统的工作特性,设计了 H-CAES的四种运行模式,包括开放式直供运行模式、密闭式直供运行模式、余热利用运行模式以及高效发电运行模式,并计算了每种运行模式的储能系统总效率,为拓宽H-CAES技术的应用场景提供了数据支撑。通过物理实验平台,对开放式直供电站运行模式进行了模拟研究,实验结果验证了该压缩子系统可以实现近似的等温压缩和等温膨胀。