本发明涉及电力技术领域，公开了一种具有暂态支撑和深度调频能力的电力系统及其控制方法，电力系统包括风电机组和变频器系统；变频器系统包括并网模块、电机驱动模块、飞轮储能装置、数据采集模块和总控制器，电机驱动模块的一端与风电机组连接；飞轮储能装置连接到直流母线；数据采集模块用于采集交流电网的电网数据；总控制器用于在当前电网频率偏离额定频率值时，获得当前电网频率偏离额定频率值的偏离方向和偏离幅值以及获得预设时长内的电网频率变化率，根据偏离方向控制飞轮储能装置对直流母线的充放电工作方向，以及根据电网频率变化率控制风电机组进入惯量支撑模式或者一次调频模式，以及根据偏离幅值计算变频器系统需要充放电的功率。