本发明的应用于地铁高海拔环境的双向变流器装置，包括设置于直流牵引网与交流电网之间的双向变流器和变压器，双向变流器由三级串联五组并联的功率单元组成，双向变流器以三级中功率单元串联的方式与直流牵引网相连接，每级中五个功率单元的直流输入端相并联、交流输出端相并联。本发明的双向变流器装置的控制方法，将直流电压分为9个工作区间，来对列车的运行进行控制，该装置及控制方法既能够为地铁牵引网提供电能，也能够将列车再生制动产生的电能回馈到电网中去，有效地抑制了装置之间的环流，实现了电能在交流电网和牵引网之间的双向传递。