Sistemas eficientes, sustentáveis e diversificados de geração de energia elétrica são uma preocupação crescente na maioria dos países. tais sistemas enfrentam dificuldades recorrentes de confiabilidade e qualidade da energia devido à característica estocástica da maioria das fontes renováveis. esses problemas podem ser minimizados dependendo da estratégia de controle utilizada. de forma geral, uma das técnicas de controle avançado mais utilizadas é o chamado controle preditivo (mpc), devido a sua característica de combinar a otimização econômica e o atendimento às restrições do processo. a maioria dos trabalhos publicados na área concentram-se em técnicas= determinísticas e, apesar de que métodos estocásticos têm apresentando resultados promissores, várias propostas de mpc robusto e estocásticos são provavelmente muito complexas para a implementação nas indústrias de processos, onde normalmente, incentiva-se o desenvolvimento de alternativas mais simples. além disso, o mpc pode ter dificuldades para encontrar o ponto ótimo do sistema real, já que o controlador preditivo é baseado em um modelo aproximado do sistema. assim, esta tese apresenta contribuições ao controle avançado de plantas de geração de energia renovável com base em estratégias de controle preditivo, incluindo formulações estocásticas. entre elas se destacam: a avaliação da topologia na eficiência de campos solares de grande porte, a incorporação de técnicas probabilísticas na formulação do mpc frente a estocasticidade presente na geração renovável e a avaliação de técnicas probabilísticas em sistemas com diversas fontes de geração renovável, além de apresentar casos de estudo de usinas de cana-de-açucar como fornecedoras de energia elétrica para a rede externa. outro objetivo alcançado nesta tese é projetar um controlador mpc que possa, através das medidas da planta real, compensar eventuais efeitos não modelados do sistema para que o controlador possa convergir à solução ótima com garantia de estabilidade, permitindo enfrentar os problemas da estocasticidade das fontes de geração renovável. como resultado disso, apresenta-se um controlador offset-free (sem erro de offset) chamado de controlador preditivo econômico de uma camada que combina as vantagens do mpc com a estratégia de adaptação via modificadores (ma), permitindo controlar o sistema levando-o para o ponto ótimo da planta real. todos os estudos realizados foram validados com experimentos em simulação, a maioria deles com dados de plantas reais. em suma, as contribuições desta tese podem ser classificadas em três categorias: a) contribuições para a modelagem de sistemas híbridos (com diversas fontes de energia) de geração renovável, incluindo estruturas hierárquicas, cujos resultados oferecem recursos de como modelar diversas situações reais em sistemas renováveis; b) análise do uso das restrições probabilísticas (cc) em sistemas de geração renovável, seu conceito e estruturação em sistemas multivariáveis e seus efeitos, tanto benéficos quanto nocivos, para o sistema; e c) proposta de um controlador offset-free que permite lidar com eventuais dinâmicas não modeladas em estruturas de controle hierárquico, o que permite que o controlador encontre o ponto de operação ótimo da planta real e não apenas do modelo utilizado pelo controlador.