Для новых элементов их макет не выполнен.Вам необходимо вызвать Measure and Arrange для элемента управления, прежде чем вы сделаете это.
Canvas c = new Canvas();
Rectangle r = new Rectangle
{
Fill = Brushes.Orange,
Width = 200,
Height = 100
};
Ellipse e = new Ellipse
{
Fill = Brushes.DodgerBlue,
Width = 100,
Height = 100
};
Canvas.SetLeft(e, 150);
c.Children.Add(r);
c.Children.Add(e);
var size = new Size(250,100);
c.Measure(size);
c.Arrange(new Rect(size));
RenderTargetBitmap bmp = new RenderTargetBitmap(250, 100, 96, 96, PixelFormats.Pbgra32);
bmp.Render(c);
PngBitmapEncoder enc = new PngBitmapEncoder();
enc.Frames.Add(BitmapFrame.Create(bmp));
using(var s = File.OpenWrite("image.png"))
enc.Save(s);