风光互补发电系统对风能和太阳能独立发电系统取长补短，根据负荷情况和资源条件进行合理配置，保证供电的可靠和稳定。主要由风电机组、光伏电池组、储能装置、电力变换装置、控制器、直流负载和交流负载组成。风电机组将风能转换为机械能，再利用风力发电机将机械能转换为电能，再通过控制器将电能输送至储能装置，最后经过电力变化装置后对负载供电。光伏电池组通过光伏电池板将太阳能转化为电能，然后把电能输送至储能装置，最后通过电力变化装置将直流电转换为交流电对负载进行供电。储能装置由多个蓄电池组成。它将风力发电系统和光伏发电系统输出的不连续的电能转化为稳定的蓄电池的化学能储存起来。同时，在供电不足时，可以通过储能装置对负载供电。电力变换装置由几台逆变器组成，把蓄电池中的直流电变成交流电，改善风光互补发电系统的供电质量，保证交流电负载设备的正常使用。控制器根据日照强度、风力大小及电力负荷的变化，不断通过切换和调节蓄电池组的工作状态，来保证整个系统连续和稳定的工作。风光互补发电系统按照运行方式可以分为并网型和离网型。并网型风光互补发电系统通过电力变换装置后输送到电网上。离网型将电能储存在蓄电池中或者直接供应给用电设备。

气候互补（夏天辐照较强，风相对较弱；冬季风较强，辐照相对较弱）；时间互补（白天辐照较强；风相对弱；夜间无辐照；风力较强）；优势互补，即风力发电系统低造价和运行维护成本低，但小型风力发电机可靠性低。太阳能发电系统供电较为可靠性，运行维护成本低，但系统造价高。二者互补有望同时提高供电可靠性和经济性；

风光互补发电系统可用于：日常供能，如风光互补路灯照明系统、风光互补供暖等；并网发电，中国第一个正式投入商业化运行的风光互补发电系统-华能南澳54兆瓦/100千光伏发电功率风光互补发电场于2004年12月成功并入当地10千伏电网。此外风光互补发电系统还可为偏远的航标、通信基站以及监控设备提供稳定的电力来源等。