本发明涉及交流电气化铁路供电技术领域，特别涉及一种电气化铁路功率平衡协同柔性过分相装置及控制方法。装置包括储能装置、列车位置监测装置和功率调节装置，功率调节装置包括由3个共直流母线的单相变流器所组成的三端口变流器，以及相应的单相匹配变压器、电流互感器、电压互感器、隔离开关和断路器；第二单相匹配变压器原边绕组的一端经电流互感器、断路器和隔离开关与中性区的接触网相连接，第二单相匹配变压器的次边绕组与第二变流器的交流侧经断路器相连。本发明适用于各种牵引供电方式下的相邻牵引变电所间功率平衡调配功能，同时适用于各种交直型或交直交型电力机车的柔性过分相功能，结构简单控制方法可靠，易于实施。