本发明涉及一种压缩页岩气储能发电系统，包括电动机、压气机、冷却器、储气室、热存储器、冷却介质供应源、换热器、透平机、发电机、页岩气井、燃气轮机，通过压缩高压的页岩气及空气，并存储于不同的储气室，高压的页岩气和空气可分别推动透平机做功，持续用电时，也可将两种高压气体通过燃气轮机进行发电，对电网的用电需求做出快速的响应。通过热存储器收集页岩气和空气压缩过程的过程热，用于加热系统做功阶段低温高压的压缩页岩气，合理利用了能量，提高了系统的整体效率；做功后的透平机出口页岩气温度很低，便于页岩气液化运输，有效利用了低温有用能。该系统可用于提高压缩空气储能系统的稳定性与可持续性，以及页岩气的开采和存储。