本发明提供一种重力结合飞轮的综合物理储能系统及储能方法。其中重力储能模块包括重力储能电机、提升机、钢缆、吊具、重物块、竖井等；飞轮储能模块包括储能飞轮转子、飞轮主轴、储能飞轮电机、轴承、真空室、防护外壳等；调频飞轮模块结构与飞轮储能模块相同；综合物理储能系统还包括机侧变流器、网侧变流器、直流母线、能量管理系统、控制器等。本发明通过重力和飞轮储能系统的协同配合实现长时间向电网稳定放电，避免重力储能机组的频繁启停和间歇性对电网和系统本身造成的影响。在实现储能的同时，配备专用的调频飞轮完成储能系统所接电网的调频功能，在保证输出功率稳定的同时，也实现电网频率的稳定，从而提高电网的运行安全性和可靠性。