一种恒压式压缩二氧化碳储能系统及方法，该系统包括压缩机、透平、高压储罐、低压储罐、高压稳压罐、低压稳压罐和冷却器；本发明通过压缩机将富余电力转换为高压二氧化碳，并储存在高压储罐中；当电力不足时，高压储罐中的二氧化碳推动透平做功，透平进一步带动发电机发电；透平排出的低压二氧化碳被冷却到一定温度后，储存在低压储罐中。本发明当高压储罐和低压储罐中二氧化碳质量发生变化时，可以通过移动活塞维持罐中压力不变；为了进一步维持压缩机和透平进口压力稳定，在其进口分别布置低压稳压罐和高压稳压罐。本发明可以有效提高储能系统能量密度和储能效率；同时，系统具有结构紧凑、简单以及控制难度低的优势。