本发明涉及一种热电联产复合供能系统,主要包括热管式光伏发电集热器、压缩机、水冷式冷凝器、风冷式蒸发器、膨胀阀、水泵和蓄热水箱。通过对热管式光伏发电组件结构和系统巧妙设计,把热管集热、光伏发电、光伏热泵循环和空气源热泵循环有机结合起来。本发明还提供了上述热电联产复合供能系统的工作方法,并且可以根据实际需求采用不同的运行模式:“光伏发电+热管集热”模式、“光伏发电+光伏热泵循环+热管集热”模式、“空气源热泵循环”模式。在热管集热和光伏热泵循环不能满足需求的情况下,空气源热泵循环作为辅助措施,确保系统安全稳定运行。