本发明提供一种基于波形相似度的压缩空气储能电站主变压器零序差动保护方法，包括：基于零模涌流和近似环流的波形相似度提出零模涌流识别判据，基于变压器三相的饱和系数提出内部故障识别判据，并综合零模涌流识别判据和内部故障识别判据实现对零序差动保护的正确闭锁，使得在和应涌流及空投于内部故障情况下变压器均能正确动作。通过本发明，能够在压缩空气储能电站主变压器和应作用下空投、空投于内部故障等复杂情况下，有效解决变压器零序差动保护误动的问题，同时具备简捷可靠、易操作、适用性强等特点。