本发明提供一种单风轮飞轮储能发电系统及其偏航控制方法，单风轮飞轮储能发电系统包括：风机，塔筒，水上平台，系泊系统以及偏航控制器。水上平台包括旋转支撑平台、与旋转支撑平台固定连接的固定连接环盘、多个螺旋桨偏航装置以及多个飞轮储能装置，固定连接环盘的底部形成有环形导向结构，多个飞轮储能装置围绕旋转支撑平台的中心均匀分布，每个飞轮储能装置均与风机电连接，以储存风机产生的电能。通过设置在水上平台设置环形导向结构，从而节省了用于偏航的昂贵的偏航轴承，由于同时设置了飞轮储能装置，因此当遇到大风大浪天气或者其他恶劣环境时，通过飞轮储能装置的高速旋转，使得水上平台具有保持稳定的能力。