本发明提供了一种船舶发电柴油机与飞轮储能系统联合工作装置及其使用方法，包括：为船舶提供电力的发电机组、主配电板、用电设备、飞轮储能系统和能量管理系统，主配电板接收发电机组或飞轮储能系统提供的电力，用电设备接收主配电板分配的电力；飞轮储能系统包括电力变换器和飞轮储能装置，电力变换器连接至所述主配电板，且用于接收所述主配电板分配的电力或反馈电力至所述主配电板。本发明所述的船舶发电柴油机与飞轮储能系统联合工作装置及其使用方法，将飞轮储能技术应用于船舶电力系统中，通过能量管理系统协调船舶发电柴油机与飞轮储能系统联合工作，使发电柴油机可持续工作于高效区，降低油耗，减少磨损，增加了船舶的经济性。