根据当地能源资源情况与电网特性，结合各种能源特点，通过建设新能源互补发电系统进行多能互补，能够更充分发挥能源各自优势，提高供电可靠性。新能源互补发电系统可以同时配合储能或调峰系统对电能进行存储和释放，改善发电系统的功率输出特性，缓解新能源的间歇性、波动性与电力系统需要实时平衡之间的矛盾，降低对电网的不利影响，使不稳定的能源变成稳定的、具有较高品质的电能。
新能源互补发电系统可分为多种新能源直接互补发电系统、多种新能源与储能系统互补发电系统、新能源与传统能源互补发电系统等。
多种新能源直接互补发电系统充分利用各种新能源发电的特点和互补性联合发电，如风光互补发电系统。风能、太阳能具有间歇性、随机性特点，但风力发电和太阳能光伏发电在能源采集上互相补充又各具特色。在冬季和夜间风大、夏季和日间太阳辐射强的地区，太阳能光伏发电供电可靠、运行维护成本低，但造价较高;风力发电发电量高、造价和运行维护成本低，但可靠性较低，可利用这些特点，提高发电系统的经济性和运行可靠性。
多种新能源与储能系统互补发电系统将新能源发电与储能系统相结合，保持发电功率输出平稳，如风光储互补发电系统。利用风力发电和太阳能光伏发电的互补性以及储能元件平抑功率波动的特性，使互补发电系统总输出有功功率相对平稳，减少功率波动，提高电能质量。
新能源与传统能源互补发电系统包括新能源与火电机组组成的互补发电系统等。新能源在系统中可以作为主要能源，也可以只起到辅助能源的作用。例如，风力发电机组与柴油发电机组联合发电，沼气与柴油并用，进行内燃机发电等。
新能源互补发电系统按照运行方式，可分为独立混合发电系统、并网发电系统及微电网混合发电系统等;按组合类型和功能，可分为季节性互补、梯级利用、多种能量输出等模式。新能源发电在互补发电系统中所占比例比较高，通过合理设计容量配比，实现提高互补发电系统的新能源利用率，减少新能源的弃用损失。在设计新能源互补发电系统时，应主要考虑投资成本和发电成本，系统应具有合理的经济性。
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