一种300MW等级压缩空气储能系统，属于压缩空气储能技术领域，本发明为了解决压缩空气储能系统故障点多等问题。包括依次同轴连接的轴流式一级压缩机、离心式二级压缩机、第一离合器、电动发电一体机、第二离合器与空气透平，储能过程中，第二离合器断开，轴流式一级压缩机依次与离心式二级压缩机、离心式三级压缩机和储气库相连，电动发电一体机驱动轴流式一级压缩机和离心式二级压缩机向储气库提供压缩空气，释能过程中，第一离合器断开，储气库与空气透平相连，空气透平抽取储气库的压缩空气对外做功，驱动电动发电一体机发电。本发明提出了一种压缩空气储能系统的旋转设备单列同轴的集成方式，减少设备故障点，提高运维效率。