根據當地能源資源情況與電網特性，結合各種能源特點，通過建設新能源互補發電系統進行多能互補，能夠更充分發揮能源各自優勢，提高供電可靠性。新能源互補發電系統可以同時配合儲能或調峰系統對電能進行存儲和釋放，改善發電系統的功率輸出特性，緩解新能源的間歇性、波動性與電力系統需要實時平衡之間的矛盾，降低對電網的不利影響，使不穩定的能源變成穩定的、具有較高品質的電能。
新能源互補發電系統可分為多種新能源直接互補發電系統、多種新能源與儲能系統互補發電系統、新能源與傳統能源互補發電系統等。
多種新能源直接互補發電系統充分利用各種新能源發電的特點和互補性聯合發電，如風光互補發電系統。風能、太陽能具有間歇性、隨機性特點，但風力發電和太陽能光伏發電在能源采集上互相補充又各具特色。在冬季和夜間風大、夏季和日間太陽輻射強的地區，太陽能光伏發電供電可靠、運行維護成本低，但造價較高;風力發電發電量高、造價和運行維護成本低，但可靠性較低，可利用這些特點，提高發電系統的經濟性和運行可靠性。
多種新能源與儲能系統互補發電系統將新能源發電與儲能系統相結合，保持發電功率輸出平穩，如風光儲互補發電系統。利用風力發電和太陽能光伏發電的互補性以及儲能元件平抑功率波動的特性，使互補發電系統總輸出有功功率相對平穩，減少功率波動，提高電能質量。
新能源與傳統能源互補發電系統包括新能源與火電機組組成的互補發電系統等。新能源在系統中可以作為主要能源，也可以只起到輔助能源的作用。例如，風力發電機組與柴油發電機組聯合發電，沼氣與柴油并用，進行內燃機發電等。
新能源互補發電系統按照運行方式，可分為獨立混合發電系統、并網發電系統及微電網混合發電系統等;按組合類型和功能，可分為季節性互補、梯級利用、多種能量輸出等模式。新能源發電在互補發電系統中所占比例比較高，通過合理設計容量配比，實現提高互補發電系統的新能源利用率，減少新能源的棄用損失。在設計新能源互補發電系統時，應主要考慮投資成本和發電成本，系統應具有合理的經濟性。
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