本发明涉及一种热泵储能系统，所述热泵储能系统的运行分为充电循环和发电循环，充电循环消耗电能产出高温热能和低温冷能，并利用热媒和冷媒分别储存热能和冷能，发电循环利用热媒和冷媒建立的高低温差发电，从而实现电能储存。本发明通过控制系统中压缩和膨胀的级数，目的为在充电循环中获得高温的同时，保证低温不至于太低，并且发电循环充分匹配充电循环产生的高温和低温。本发明具有充放电往返效率高的特点，冷媒无需储存过低的温度，冷媒选型范围广，并且可以降低相关设备的制造难度，从而降低了系统成本，提高了系统适应性。