本发明公开了一种IGCC电站耦合液化空分设备系统及其工作方法，包括依次连接的气化炉、废热锅炉、除尘脱硫净化单元、燃气轮机和余热锅炉，所述气化炉的氧气入口连接有液化空分装置，所述液化空分装置通过电网供能，所述液化空分装置的液氧出口连接液氧储罐，所述液氧储罐的出口连接液氧蒸发膨胀机组，所述液氧蒸发膨胀机组用于蒸发液氧产生氧气和膨胀做功，所述液氧蒸发膨胀机组的氧气出口连接在气化炉的氧气入口。本发明通过液氧储罐和液氧蒸发膨胀机组能够快速灵活改变供电功率和负荷的特性，满足电网对IGCC电站的调峰调频负荷要求。