電力系統に周波数低下が生じた場合に、前記電力系統に出力する有効電力を増加させる風力発電装置であって、所定の周波数変動を検知する検知部と、所定の周波数変動が検知された場合に、解列回転数に所定の余裕を持たせた既定の回転数下限値と軸回転数の計測値との差分に基づいて限界有効電力を算出し、該限界有効電力に基づいて前記電力系統に供給する有効電力指令値を生成する第1制御部とを具備する風力発電装置。前記検知部は、前記系統周波数の値が予め設定されている所定の第1閾値未満となり、かつ、単位時間に対する前記系統周波数の変化量が予め設定されている所定の第2閾値を超えた場合に、前記所定の周波数変動を検知する請求項1に記載の風力発電装置。前記第1制御部は、単位時間における前記系統周波数の変化量に応じて前記電力系統に供給する有効電力の波形の周期を決定する請求項1に記載の風力発電装置。前記第1制御部は、前記軸回転数の計測値がパラメータとして含まれている有効電力指令値の演算式を有し、該演算式を用いて前記有効電力指令値を生成する請求項1に記載の風力発電装置。前記第1制御部は、前記軸回転数の計測値と前記有効電力指令値とが関連付けられたテーブルを有しており、該テーブルを用いて軸回転数の計測値に応じた電力指令値を取得する請求項1に記載の風力発電装置。電力系統に周波数低下が生じた場合に、前記電力系統に出力する有効電力を増加させる風力発電装置の制御方法であって、所定の周波数変動を検知する工程と、所定の周波数変動が検知された場合に、解列回転数に所定の余裕を持たせた既定の回転数下限値と軸回転数の計測値との差分に基づいて限界有効電力を算出し、該限界有効電力に基づいて前記電力系統に供給する有効電力指令値を生成する工程とを有する風力発電装置の制御方法。PFRは、一般的に、設定周波数と実際の周波数計測値との偏差周波数変化量に応じて、風力発電装置の有効出力を増減させるが、一定しない自然エネルギーを動力源とする風力発電装置では、ガスの燃焼や蒸気等の制御可能な安定したエネルギーを動力源とするタービン発電機に比べて、風車の回転軸の回転数が大きく変動する場合がある。そのため、例えば、回転軸の回転数が小さい場合に、PFRを行うために出力の増加が求められ、系統へ供給する出力がそのときの回転軸の回転数により決まる出力可能な最大出力を上回ると、回転軸の回転数が解列回転数を下回ってしまい、風車の能力を超えた運転となり、トリップ出力の遮断する可能性があった。また、例えば、回転軸の回転数が大きい場合に、さらに出力の増加が求められると、回転軸の回転数が過速度上限を超過し、風力発電装置がトリップする可能性があった。なお、トリップは、ロータの過回転の他、過出力、過電流でも起こる場合もある。このような、PFR実行中の風力発電装置のトリップは、電力系統に対して擾乱として作用し、PFRを行わない場合よりも電力系統の周波数を更に不安定にするおそれがある。また、一旦トリップすると再起動までに時間を要するため、風力発電装置は、電力系統の周波数を回復させるという目的を達成できない。本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、電力系統に所定の周波数変動が発生した場合に、電力系統の周波数回復に確実に寄与することのできる風力発電装置およびその制御方法を提供することを目的とする。本発明の第1の態様は、電力系統に周波数低下が生じた場合に、前記電力系統に出力する有効電力を増加させる風力発電装置であって、所定の周波数変動を検知する検知部と、所定の周波数変動が検知された場合に、解列回転数に所定の余裕を持たせた既定の回転数下限値と軸回転数の計測値との差分に基づいて限界有効電力を算出し、該限界有効電力に基づいて有効電力指令値を生成する第1制御部とを具備する風力発電装置である。上記態様によれば、電力系統に所定の周波数変動が生じたことが検知部により検知された場合には、そのときの回転エネルギーにより出力可能な最大の電力量限界有効電力を算出し、この限界有効電力に基づいて有効電力指令値が生成される。一般的に、PFRが要求されるような周波数変動が生じた場合、電力系統の周波数に基づいて有効電力の増加量が決定されるが、実際に風力発電装置から電力系統に供給される有効電力量は、電力系統の周波数に基づいて決定された増加量よりも明らかに小さい値であることを新たな知見として得た。そこで、従来のように系統周波数の変動量に応じて有効電力量を決めるのではなく、風力発電装置が出力可能な最大の有効電力を電力系統に供給することで、風力発電装置のトリップを回避しながら、電力系統の周波数復帰に最大限に寄与することとした。回転数下限値は解列が実行される解列回転数に対して所定のマージンを持たせた値である。マージンは設計に応じて任意に決定される値であり、たとえば、10程度が一例として挙げられる。上記有効電力は、負荷で実際に消費される電力であり、以下の式で表わされる。有効電力P=VIcosθW上記式において、Vは電圧、Iは電流であり、θは電圧と電流の位相差である。上記風力発電装置において、前記検知部は、前記系統周波数の値が予め設定されている所定の第1閾値未満となり、かつ、単位時間に対する前記系統周波数の変化量が予め設定されている所定の第2閾値を超えた場合に、前記所定の周波数変動を検知することとしてもよい。系統周波数の計測値と単位時間に対する変化量という2つの指標が所定の条件が充足されたときに所定の周波数変動が生じていることを検知するので、PFRが必要とされるような系統周波数の変動を確実に検知することができる。上記風力発電装置において、前記第1制御部は、単位時間における前記系統周波数の変化量に応じて前記電力系統に供給する有効電力の波形の周期を決定することとしてもよい。単位時間における系統周波数の変化量に応じて、有効電力に係る電力指令値の波形の周期を決定するので、電力系統の状態に応じて適切な有効電力量を行うことが可能となる。例えば、単位時間における系統周波数の変化量が大きいほど周期を短くする。これにより、急峻な周波数変動に対しては、早急に電力系統へ有効電力を供給することにより、迅速にその変動を抑制することが期待できる。また、緩慢な周波数変動に対しては緩やかな有効電力の上昇とすることで、過剰な出力補償を回避することが可能となる。上記風力発電装置において、前記第1制御部は、前記軸回転数の計測値がパラメータとして含まれている有効電力指令値の演算式を有し、該演算式を用いて前記有効電力指令値を生成することとしてもよい。演算式を用いて有効電力指令値を決定することにより、軸回転数に応じた適切な有効電力指令値を得ることができ、細やかな有効電力の制御が可能となる。上記風力発電装置において、前記第1制御部は、前記軸回転数の計測値と前記有効電力指令値とが関連付けられたテーブルを有しており、該テーブルを用いて軸回転数の計測値に応じた有効電力指令値を取得することとしてもよい。テーブルとして情報を保有していることで、複雑な演算処理が不要となり、容易に有効電力指令値を決めることができる。本発明の第2の態様は、電力系統に周波数低下が生じた場合に、前記電力系統に出力する有効電力を増加させる風力発電装置の制御方法であって、所定の周波数変動を検知する工程と、所定の周波数変動が検知された場合に、解列回転数に所定の余裕を持たせた既定の回転数下限値と軸回転数の計測値との差分に基づいて限界有効電力を算出し、該限界有効電力に基づいて前記電力系統に供給する有効電力指令値を生成する工程とを有する風力発電装置の制御方法である。本発明によれば、電力系統に所定の周波数変動が発生した場合に、風力発電装置のトリップを回避し、電力系統の周波数回復に確実に寄与することができるという効果を奏する。以下に、本発明の一実施形態に係る風力発電装置およびその制御方法について、図面を参照して説明する。図1は、本発明の一実施形態に係る風力発電装置10の外観図である。図1に示す風力発電装置10は、いわゆる可変速風車であり、基礎12上に立設される支柱14と、支柱14の上端に設置されるナセル16と、略水平な軸線周りに回転可能にしてナセル16に設けられるロータヘッド18とを有している。ロータヘッド18には、その回転軸線周りに複数本実施形態では、一例として3つのブレード20が放射状に取り付けられている。ブレード20は、運転条件に応じて回動可能なようにロータヘッド18に連結されており、ピッチ角が変化可能とされている。図2は、本実施形態に係る風力発電所30の全体構成および風力発電装置10の電気的構成を示した模式図である。風力発電所30は、サブステーション31と複数の風力発電装置10とを備えている。サブステーション31には、風力発電所30全体の制御を司るマスタコントローラ32例えば、SCADASupervisoryControlAndDataAcquisitionが設けられている。マスタコントローラ32は、電力系統38から要求される有効電力を示す系統要求出力値を受信し、各風力発電装置10へ送信する。各風力発電装置10は、変圧器34を介してサブステーション31に接続されると共に、サブステーション31が有する変圧器35及び送電線36を介して系統連系されている。各風力発電装置10は、ロータヘッド18の回転軸に、機械的に連結される増速機21および発電機22を備えている。また、風力発電装置10は、ブレードピッチ角や発電機22の出力制御を行う制御装置23、制御装置23により駆動制御されるコンバータ24を備えている。増速機21、発電機22、制御装置23、およびコンバータ24は、例えば、ナセル16図1参照内に収容されている。制御装置23は、例えば、タービンコントローラ40及びコンバータコントローラ42を備えている。タービンコントローラ40は、例えば、系統要求出力値に応じた有効電力指令値を生成し、この有効電力指令値をコンバータコントローラ42に出力するとともに、PFRが必要な周波数変動が電力系統に発生した場合には、速やかに出力を増加させる有効電力指令値を生成する。また、タービンコントローラ40は、系統要求出力値に基づいてブレード20のピッチ角を制御するためのピッチ角指令値を生成し、このピッチ角指令値をピッチアクチュエータ図示略へ出力する。また、タービンコントローラ40は、風力発電装置10の有効電力や風力発電装置10の制御状態を示すデータ等をマスタコントローラ32へ送信する。コンバータコントローラ42は、タービンコントローラ40から入力された有効電力指令値に基づいて、コンバータ24を制御する。コンバータ24は、コンバータコントローラ42からの制御信号に基づいて、発電機22から電力系統38へ供給される有効電力を制御する。このような風力発電装置10においては、ロータヘッド18の回転軸線方向からブレード20に当たった風の力によってロータヘッド18が回転軸周りに回転させられ、その回転力が増速機21により増速されて、発電機22に伝達されて発電機22が発電する。発電機22による発電電力は、制御装置23からの指示に基づいてコンバータ24により制御され、変圧器34を介してサブステーション31に送られる。サブステーション31では、各風力発電装置10からの有効電力が合成され、サブステーション31内に設けられた変圧器35などを経由して電力系統38に供給される。次に、本発明の主な特徴の一つである有効電力指令値の生成に係る一実施形態について、図を参照して説明する。有効電力指令値の生成は、制御装置23のタービンコントローラ40が備える有効電力指令値生成部50により実行される。図3は、有効電力指令値生成部50の概略構成を示したブロック図である。有効電力指令値生成部50は、系統周波数に基づいてPFRが必要とされる周波数変動が発生したことを検知する検知部51と、PFRモード用の有効電力指令値を生成する第1制御部52と、通常モード用の有効電力指令値を生成する第2制御部53と、検知部51による検知結果に応じて第1制御部52と第2制御部53のいずれかを選択する選択部54とを主な構成として備えている。検知部51は、例えば、系統周波数の値が予め設定されている所定の第1閾値未満例えば、60Hzが定格である場合、59.90Hzとなり、かつ、単位時間に対する系統周波数の変化量が予め設定されている所定の第2閾値例えば、60Hzが定格である場合、0.04Hz/秒を超えた場合に、PFRが要求される周波数変動が発生したことを検知し、PFRモードの信号を選択部54に出力する。選択部54は、検知部51からPFRモードの信号が入力されると、該信号を受信してから予め設定されている所定の期間例えば、10秒において第1制御部52を選択し、該所定の期間経過後に第2制御部53に切り替える。第1制御部52は、有効電力指令値決定部61と、リミッタ62とを備えている。有効電力指令値決定部61は、PFRが検知されたときの回転エネルギーにより出力可能な最大の有効電力とみなせる限界有効電力を算出し、この限界有効電力に基づいて電力指令値を生成する。具体的には、ロータの回転数回転軸の回転数であり、図2では増速機21による増速前の回転数を用いているが、増速後の回転数、すなわち発電機22のロータ回転数を用いることとしてもよい。と予め設定されている回転数下限値との差分に基づいて、電力系統に供給する有効電力量を決定する。回転数下限値とは、風力発電装置10を系列する解列回転数に所定のマージンを持たせた回転数をいう。マージンは、設計に応じて任意に決定される値であり、本実施形態では、10程度のマージンが加えられている。限界出力量pは、例えば、ロータの回転数を用いて以下の1式で算出される。ここで、pは風力発電装置の限界有効電力、Jは系のイナーシャ、ωmはPFRが必要とされる周波数変動が発生する前のロータの計測回転数、ω0は規定の回転数下限値である。例えば、限界有効電力pを正弦波として電力系統38側に供給する場合、各時刻における有効電力指令値は以下の2式で与えられる。2式において、Δpは各時刻における有効電力指令値、ΔPSbaseは正弦波の振幅でありこのうち、Sbaseは定格出力である、ωpfrtは正弦波の周期、aは所定の定数である。また、ωpfrは3式に示されるように、単位時間における系統周波数の変化量の関数とされており、単位時間における系統周波数の変化量fgradが大きいほど小さい値となる。したがって、図4に比較して示されるように、単位時間における系統周波数の変化量が比較的大きい場合、すなわち、図4において実線で示されているように、系統周波数の傾きが急峻な場合にはPFRモードにおける電力指令値の周期が短くなる。一方、単位時間における系統周波数の変化量が比較的小さい場合、すなわち、図4において破線で示されているように、系統周波数の傾きが緩やかな場合にはPFRモードにおける有効電力指令値の周期が長くなる。なお、どちらも波形の面積、すなわち、供給される有効電力については、上記1式で示したように等しい。このように、系統周波数の低下の傾きに応じて有効電力指令値の正弦波の周期を変えることにより、急峻な周波数変動に対しては早急に電力系統へ有効電力を供給することで、適切にその変動を抑制することが期待でき、緩慢な周波数変動に対しては緩やかな有効電力上昇とすることで、過剰な出力補償を回避することが可能となる。第1制御部52におけるリミッタ62は、上記2式により求められた各時刻における有効電力指令値ΔPSbaseが風力発電装置の機械構成上の制約例えば、電気設備の耐熱量や機械設備の荷重などから決められる出力上限値を超えないように抑制する。これにより、風力発電装置10のトリップを回避することができ、発電電力を確実に電力系統38に供給することができる。第2制御部53は、通常モードにおける有効電力指令値を生成する。例えば、ロータの計測回転数に応じた有効電力指令値を生成する。このような構成を備える風力発電装置10においては、系統周波数が安定している場合には、選択部54により第2制御部53が選択され、第2制御部53によって生成された有効電力指令値がコンバータコントローラ42図2参照に出力される。コンバータコントローラ42は、入力された有効電力指令値に基づいてコンバータ24を制御することにより、第2制御部53によって生成された有効電力指令値に応じた有効電力が電力系統38に供給される。このような状態において、電力系統38に擾乱が発生し、系統周波数が低下することにより、検知部51によってPFRが必要とされる周波数変動が発生したことが検知されると、PFRモードの信号が選択部54に出力される。選択部54は、PFRモードの信号を受信すると、第2制御部53から第1制御部52に切り替える。これにより、第1制御部52の有効電力指令値決定部61に、ロータの計測回転数と、単位時間における系統周波数の変動量が入力情報として入力され、これらの情報に基づいて上記2式を用いて、正弦波の有効電力指令値が生成される。この有効電力指令値は、リミッタ62を経由することで、風力発電装置10の機械構成における熱的、または、強度上の制約から決定される上限値を超えないように抑制され、コンバータコントローラ42に出力される。コンバータコントローラ42は、入力された有効電力指令値に基づいてコンバータ24を制御する。これにより、電力系統38には、各風量発電装置10の回転エネルギーを最大限に利用した有効電力が供給され、周波数変動の早期回復に寄与される。以上説明してきたように、本実施形態に係る風力発電装置およびその制御方法によれば、電力系統に供給される有効電力は、風力発電装置10がトリップしない範囲で出力可能な最大の有効電力に設定されているので、電力系統38の周波数変動を回復させる場合に、有効電力の増減が過剰となり、風力発電装置10が電力系統へ有効電力を供給できなくなることを回避することができる。更に、発電出力の周期は、単位時間における系統周波数の変化量、換言すると、系統周波数の低下の傾きに基づいて決められるので、急峻な周波数変動に対しては早急に電力系統へ有効電力を供給して、適切にその変動を抑制することが可能となり、また、緩慢な周波数変動に対しては緩やかな有効電力の上昇とすることで、過剰な出力補償を回避することが可能となる。なお、本実施形態に係る風力発電装置およびその制御方法においては、ロータの回転数および単位時間における系統周波数の変化量をパラメータとした演算式を第1制御部52が保有しており、この演算式を用いて有効電力指令値を生成する場合について述べたが、これに代えて、例えば、ロータの回転数を複数の回転数レベルに区分し、各回転数レベルと有効電力指令値とを関連付けたテーブルを予め記憶しておくこととしてもよい。ここで、各回転数レベルに関連付けられる有効電力指令値は、例えば、ある回転数レベルがα以上β未満であれば、その回転数レベルの中間値であるαβ/2を上記2式に代入したときの電力指令値とされる。また、有効電力指令値の波形の周期は、単位時間における系統周波数の変化量によって決められるため、単位時間における系統周波数の変化量と回転数レベルとを変数とした2次元的なテーブルを用意してもよい。このように、有効電力指令値をテーブルとして保有していることで、煩雑な演算処理を行わずに、有効電力指令値を容易に生成することが可能となる。また、本実施形態においては、有効電力指令値を正弦波として生成したが、波形についてはこの例に限定されない。また、本実施形態においては、風力発電所30を例示して説明したが、1台の風力発電装置により発電を行う場合にも適用することが可能である。また、本実施形態においては、ロータの回転数を用いて有効電力指令値を決定することとしたが、これに代えて、発電機の回転数を用いることとしてもよい。また、本実施形態においては、同期発電機を用いた風力発電装置について例示したが、発電機の構成についてはこの例に限定されない。また、本実施形態に係る風力発電装置10においては、上記タービンコントローラ40が備える有効電力指令値作成部50は、専用の制御回路が組み合わせられて構成されていてもよいし、ソフトウェアにより実現される構成とされていてもよい。ソフトウェアにより上記各部の処理を実現する場合には、有効電力指令値作成部50は、CPU、RAM等の主記憶装置、及び上記処理の全て或いは一部を実現させるためのプログラムが記録されたコンピュータ読み取り可能な記録媒体を備えており、CPUが上記記憶媒体に記録されているプログラムを読み出して、情報の加工演算処理を実行することにより、上述した各部の処理を実現させる。ここでコンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、CD-ROM、DVD-ROM、半導体メモリ等をいう。