为了应对能源短缺与生态环境恶化、减少碳排放,我国电力工业不断深化供给侧改革,调整电源结构,风电等新能源的并网规模不断增大,然而风电出力的不确定性、反调峰特性增大了电力系统峰谷差,加剧了系统面临的调峰压力。对火电机组进行灵活性改造是目前提升电力系统灵活性、缓解电力系统调峰压力的快捷有效措施之一,而电力系统中不同发电主体之间存在博弈行为,其火电机组灵活性改造决策相互影响,对于单个发电主体而言,如何在博弈过程中确定最优的火电机组灵活性改造方案以实现自身利益最大化,并将利益在各电厂或机组之间进行合理分配显得尤为重要。因此,围绕火电机组灵活性改造规划及利益分配问题,本文开展了以下研究工作:研究了发电主体调峰收益与调峰分摊费用问题。对我国各区域发布的调峰辅助服务相关政策进行了归纳、总结与分析。分析了我国各区域调峰辅助服务补偿机制在深度调峰补偿的机组类型、有偿调峰基准、补偿价格、深度调峰分摊费用计算原则方面的异同及原因,提出了发电主体调峰收益与调峰分摊费用计算方法,为火电机组灵活性改造规划模型和发电主体内部利益分配模型的建立奠定了基础。研究了基于博弈理论的火电机组灵活性改造规划问题。从火电机组的低负荷运行能力、启动能力、爬坡能力三个维度对火电机组的灵活性及制约因素进行了分析。基于完全信息博弈理论分析了不同发电主体的博弈关系,构建了包含博弈参与者、参与者策略、参与者支付函数与均衡策略在内的发电主体火电机组灵活性改造博弈格局。以各发电主体达到纳什均衡状态为优化目标,建立了火电机组灵活性改造规划模型,并通过改进的IEEE39节点系统进行了算例分析。研究了发电主体内部利益分配问题。对比分析了均值-方差模型、风险价值模型（Value-at-Risk,Va R）与条件风险价值模型（Conditional Value-at-Risk,CVa R）的特点及差异性,提出了基于CVa R的电力不足风险度量方法。分析了Shapley值分配方法的优势与不足,引入CVa R对成员风险进行度量,提出了适用于本文模型的改进Shapley值法。建立了基于改进Shapley值法的发电主体内部利益分配模型,并对模型中的非线性项提出了线性化方法。以改进的IEEE39节点系统为例,验证了本文所提模型的有效性。