本申请涉及一种双向无线电能传输系统。该双向无线电能传输系统包括：无线电传输模块、激光通讯模块、测量处理模块以及控制模块。通过激光发射器发射激光信号，激光接收器接收激光信号，测量处理模块根据接收的激光信号输出对应的控制信号，并且控制模块用于根据控制信号分别控制原边变换器副边变换器的工作状态，使原边变换器的交流端电压相位和副边变换器的交流端电压相位之间的相位差为90度，使双向无线电能传输系统处于正向充电模式或者反向馈电模式，解决了双向无线电能传输时充电方向切换速度慢，以及切换稳定性差等问题。