본 발명은 복합화력발전시스템과 압축공기 에너지저장 시스템이 결합된 시스템 및 이의 작동 방법에 관한 것으로 복합화력발전 시스템에 구비되어 있으며, 상기 복합화력발전 시스템에 구비되어 있으며, 외부공기를 유입하여 고압으로 압축 및 압축공기 저장부에서 배송받은 압축공기를 재압축하는 압축기, 상기 압축공기와 연료가 점화되어 연소되는 연소기, 상기 연소기에서 발생한 배기가스를 팽창시켜 축일을 만드는 확장기, 및 상기 축일을 전기에너지로 변환시키는 발전기,를 포함하는 가스터빈부; 상기 압축기에서 압축 또는 재압축된 압축공기를 냉각하는 열교환기; 상기 열교환기에서 냉각된 압축공기를 저장하는 압축공기 저장부; 상기 압축공기 저장부에 저장된 압축공기를 상기 가스터빈의 압축기로 공급하는 제1 배관;을 포함함으로써, 전력에너지 소비가 많은 시간대에 다량의 전기 에너지를 공급할 수 있으며 계통한계가격을 낮추어 복합화력발전의 가동률을 높일 수 있다.