本发明公开了一种基于磁齿轮耦合的同步调相机储能方法，属于电机及电器技术领域。本发明方法，包括：使用磁齿轮将调相机和飞轮装置进行电气耦合连接；设置磁齿轮的调磁铁块的个数与内层转子个数的比，等于飞轮装置的转速与调相机的转速比；使磁齿轮连接三相交流变流器，使变流器承担的调频功率与飞轮装置的调速范围成正比关系；通过调节飞轮装置的转速，控制同步调相机的储能。本发明兼具传统同步调相机和飞轮储能两者的优点，除了大幅提升调相机固有惯量支撑能力外，还使调相机具备了一次调频能力，本发明通过磁齿轮成倍提升了飞轮转速，可以配置较小的飞轮实现调相机惯性时间常数的大幅提升。