本发明公开了一种基于压缩空气储能发电系统的调相机系统及其运行方法，所述系统包括：压缩子系统、膨胀子系统、储气库、液力耦合器和发电机；压缩子系统包括压缩机和压缩侧换热器，压缩机吸入空气进行压缩得到高压气体，高压气体输入压缩侧换热器进行冷却后输入储气库；膨胀子系统包括透平机和膨胀侧换热器，储气库储存的高压气体输入膨胀侧换热器进行加热后输入透平机，高温高压气体进入透平机膨胀做功，透平机输出轴连接液力耦合器的输入端，液力耦合器的输出端连接发电机的输入端。本发能够改善电网无功功率支撑能力不足现象，能够保留机组原有的发电功能，又能够兼具调相机功能。