本发明涉及风电储能技术领域，公开了一种海上风力发电机组及储能系统。一种海上风力发电机组包括设于风电机舱内的风电机组、空气压缩机组、空气膨胀机组、第一电动发电机和三合一电机，以及设于风电机舱外的联合储气装置；第一电动发电机和风电机组或空气压缩机组择一地连接；空气压缩机组和空气膨胀机组之间通过三合一电机同轴连接；联合储气装置包括设于塔筒内的第一储气装置和设于海上的第二储气装置；联合储气装置的输入端和空气压缩机组连接，联合储气装置的输出端和空气膨胀机组连接。本发明将压缩空气储能系统机电设备直接耦合风电机组，集成到海上风电机舱内，紧凑式布置的建设成本低；联合储气方法降低储气装置建设成本。