随着近年来我国大力发展高速公路建设，高速公路里程和道路服务水平不断提高，对高速公路沿线的机电设备的建设要求也越来越高，高速公路机电设备的供电系统正在逐渐的向新型供电方式方向发展。由于风能与太阳能具有天然的互补性，如何将两种能源综合利用，充分发挥两者的优势，研究开发适合高速公路使用的风光互补新型能源系统具有很好的理论及实际意义。文章首先介绍了风光互补独立供电系统的组成及运行方式，并阐述系统各主要部件的构造和基本原理。根据高速公路的外场监控设备用电实际情况，分析了传统电缆供电方式的不足以及风光互补供电方式的优势，提出了设置风光互补供电方式应用于高速公路外场视频监控系统以及可变情报板时需关注的关键点，并结合具体高速公路外场视频监控系统和可变情报板的实际情况研究设计了风光互补供电系统的方案。论文详细分析了最大功率点跟踪原理及其分类，设计了一套太阳能跟踪系统以实现太阳能的最大功率利用，并从风轮的结构角度以及电气角度实现了风能的最大功率利用，另外根据高速公路的特点，研究开发一套综合监控系统，以便于综合监控高速公路沿线的各用电设备的运行状态。其次，建立了风力发电子系统和光伏发电子系统各部分的仿真模型，并进行了最大功率跟踪控制的仿真研究。仿真结果表明，最大功率跟踪控制可以实现风力发电子系统和光伏发电子系统的最大功率跟踪，仿真结果初步验证了系统的配置可以满足负载的需求，验证了系统的可行性和正确性。文章最后对高速公路应用风光互补发电系统进行了经济效益分析，分析结果表明，高速公路采用风光互补发电系统具有可观的经济效益和社会效益，风光互补发电系统在高速公路上具有很好的应用前景。