随着电力工业的高速发展,大电网、高负荷导致用电峰谷差日趋增大,风能、太阳能等间歇性可再生能源的并网冲击更使电网调峰问题日渐突出。先进绝热压缩空气储能(AA-CAES)作为一种新型的大规模储能技术有助于解决调峰难题,且具有储能效率高、成本低、清洁零排放、可与可再生能源相结合等优点,在未来具有广阔的发展前景。本文从AA-CAES系统热力学建模、软件模拟、变工况特性分析、多系统比较等方面进行研究,以便为该技术的发展提供参考。本文首先针对AA-CAES系统的压气、膨胀、换热、蓄热及储气等环节建立热力学模型,并应用Aspen Plus软件模拟两级压缩、两级膨胀系统的热力性能及变工况特性。模拟结果表明：该系统热力性能良好,设计充放电效率为69.3%,且分配增压比使得各级空压机出口处温度相同或接近、平均分配各级透平膨胀比、维持储气室排气压力处于较高且合理的区问内、确保换热器的换热温差较小等措施有利于提高系统的充放电效率。为进一步提高系统充放电效率,本文设计了先进绝热压缩空气储能—太阳能联合系统(AA-CAES+CSP),并模拟其热力性能及变工况特性。研究结果表明：透平进气温度、总输出功率、充放电效率等参数随太阳能集热器热负荷的增大而升高,在本文设计工况下,充放电效率高达83.5%,较传统AA-CAES系统增长幅度较大。此外,本文设计增加了高、中、低温三罐梯级蓄热子系统和ORC余热发电子系统并模拟。定义能量效率、一次能源折合效率、电能折合效率等指标,从不同角度对比系统优劣,可知：在空压机总输入功率相同的条件下,采用三罐蓄热的先进绝热压缩空气储能—太阳能—余热发电联合系统(AA-CAES+CSP+ORC)的热能损失最小、热力性能最优,且可以保证系统中的低温换热工质供应充足。最后,本文对储气室内的空气压力、温度以及总储气量在储能及释能过程中的实时变化规律进行了理论公式推导,得知其与充放气质量流量、时间、多变指数、以及充放气过程前的状态参数等有关。计算了充放气时间、放气总理论功等指标,并定义储气室能量密度以评价储气室内高压空气的做功能力高低。该研究同样可用于CAES系统,对储气室的设计、系统压力参数的匹配以及系统优化运行具有十分重要的意义。