本发明提供一种多能互补分布式能源系统，包括燃气内燃机、制冷机组、换热机组、储能装置、水源热泵系统和光伏阵列，燃气内燃机的能源输入端连接有天然气输送管道和空气输送管道，燃气内燃机的发电端通过发电机馈入输电网络，且储能装置电连接于输电网络电上，燃气内燃机的烟气输出端与换热机组的输入端连接，换热机组用于实现用户端制热，燃气内燃机的缸套水输出端与制冷机组连接，制冷机组用于实现用户端制冷，光伏阵列的电输出端馈入输电网络，水源热泵系统的输入端电连接于输电网络上，水源热泵系统用于实现用户端制冷制热。本发明通过电、光、天然气三者互补供能，实现以天然气为主的冷热电三联供，提高资源利用，减轻环境污染。