本发明公开的一种飞轮储能和锂电池复合的储能系统及其工作方法，属于储能技术领域。包括DC‑AC模块、联合储能管理系统、DC‑DC模块、锂离子电池储能单元和飞轮储能单元。锂离子电池储能单元和飞轮储能单元分别对应连接一个DC‑DC模块，所有DC‑DC模块并联后与联合储能管理系统连接，联合储能管理系统与DC‑AC模块连接，DC‑AC模块与外部电网连接。本发明能够充分发挥飞轮储能和锂电池的优势，优化飞轮储能和锂离子电池储能在不同应用场景下所承担的部分，合理高效地配合，充分发挥复合储能系统的性能优势，极大地提升储能系统在复杂条件下调峰调频的能力，解决单一储能系统的不足。