本发明公开了一种带有储热的恒压型抽水压缩空气储能系统及运行方法，系统包括跨临界二氧化碳热机发电单元，中低温热源供应单元、用于储气和储热的双罐结构、用于连接发电机释能的膨胀单元，跨临界二氧化碳热机发电单元，用于吸收双罐结构提供的热量进行发电；双罐结构用于存储从中低温热源吸收的热量和换热器提供的热量以及被压缩的空气势能；自然冷量利用装置用于存储夜间自然冷量来冷却水轮机出口水流；中低温热源供应单元用于向跨临界二氧化碳热机发电单元提供热源；实现了采用水蒸气补压的恒压型抽水压缩空气储能系统的连续工作；在原有储存压力势能的基础上增加了对中低温热能的存储利用，提高储能密度；提高了系统的循环效率。